鋼管混凝土拱橋的模擬損傷動力診斷分析.pdf

1、本文針對大跨徑鋼管混凝土拱橋的損傷診斷時,在總結(jié)以往結(jié)構(gòu)損傷診斷相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上提出了基于結(jié)構(gòu)固有頻率與曲率模態(tài),結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的大跨徑鋼管混凝土拱橋三階段損傷診斷方法,論文的主要研究成果有:1)系統(tǒng)總結(jié)了國內(nèi)外橋梁結(jié)構(gòu)動力損傷診斷的研究概況和主要損傷診斷方法,提出了適合鋼管混凝土拱橋動力損傷診斷的研究方法和思路.2)對利用固有頻率、模態(tài)保證標(biāo)準(zhǔn)、坐標(biāo)模態(tài)保證標(biāo)準(zhǔn)、曲率模態(tài)以及柔度矩陣等5種常用的動力法進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)損傷診斷的原理進(jìn)行了

2、詳細(xì)論述,并給出了這5種方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷診斷的過程和步驟.3)以中承式鋼管混凝土拱橋為研究對象,模擬了多種損傷狀況,即單一損傷、多處損傷、不同損傷位置、不同損傷程度等工況,利用結(jié)構(gòu)固有頻率、模態(tài)保證標(biāo)準(zhǔn)、坐標(biāo)模態(tài)保證標(biāo)準(zhǔn)、曲率模態(tài)以及柔度矩陣等5種動力法對這些損傷工況進(jìn)行診斷.計算結(jié)果表明,固有頻率與曲率模態(tài)是鋼管混凝土拱橋損傷的敏感標(biāo)識量;模態(tài)保證標(biāo)準(zhǔn)、坐標(biāo)模態(tài)保證標(biāo)準(zhǔn)以及柔度矩陣則不太適用于鋼管混凝土拱橋的損傷診斷.4)討論了基于人

3、工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)損傷診斷的基本原理與方法.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隱含層本身就相當(dāng)于特征參數(shù)的提取,并且對輸入模式不完備或有缺損的特征參數(shù)不太敏感,而損傷檢測中的測量噪聲與誤差是不可避免的,因此在損傷診斷時引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),其識別效果更好,顯示了較好的泛化性能.5)以江漢三橋為研究對象,運(yùn)用大型有限元軟件建立了損傷診斷的三維有限元模型,提出了基于鋼管混凝土拱橋的固有頻率與曲率模態(tài),結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)大跨徑鋼管混凝土拱橋三階段的損傷診斷方法:①橋梁的異常檢

4、測;②確定損傷區(qū)段;③評估構(gòu)件損傷程度.首先以固有頻率作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入,用自聯(lián)想神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)整橋的異常檢測,判別橋梁是否存在損傷,由于實測頻率容易得到,并且測試精度比較高,因此該方法簡單實用;再運(yùn)用損傷前后的曲率模態(tài)差確定損傷區(qū)域,曲率模態(tài)是一個敏感可靠的損傷定位標(biāo)識量,無論是單區(qū)域還是多區(qū)域損傷,利用它都能準(zhǔn)確識別出鋼管混凝土拱橋的損傷位置;最后,根據(jù)固有頻率與振型曲率的組合參數(shù)作為BP網(wǎng)絡(luò)的輸入來診斷損傷區(qū)域里構(gòu)件的損傷程度,計算