基于列車—橋梁耦合振動響應的橋梁損傷識別方法研究.pdf

1、目前常用的橋梁損傷檢測方法往往需要進行中斷交通、封閉橋梁，導致檢測時間多局限于凌晨區(qū)段進行，以避免對交通運輸造成影響，對于一些交通非常繁忙的線路，中斷交通是很難實現的。因此如何在不影響橋梁正常營運的前提下，對橋梁進行評估診斷是目前世界各國工程界最為關心的研究議題之一。
　　使用工作狀態(tài)下橋梁結構振動信號識別橋梁損傷無須中斷交通，而且利于長期健康監(jiān)測。本研究對基于車橋耦合振動分析的橋梁損傷診斷方法進行了研究，主要研究工作和成果如下:

2、
　　(1)使用了一種利用過橋車輛響應而不是橋梁響應來識別橋梁頻率的方法，并設計了一個3跨連續(xù)梁和一個1∶10的模型車輛來驗證這一方法。結果證明通過車輛響應的功率譜可以識別出橋梁頻率。
　　(2)分析了橋梁和車輛位移、速度、加速度等響應對橋梁損傷的敏感性。使用少量橋梁或車輛測點的時域響應，通過靈敏度方法來識別橋梁結構損傷和支座變化，并分析了不同參數對識別結果的影響。討論了橋梁單元較多時的一些特殊處理方法（如單元縮減、結果可視

3、化等）。
　　(3)定義了橋梁振動能量密度的概念，并以此為參考量，提出了一種利用車激橋梁振動能量密度靈敏度識別橋梁損傷的方法，改善了使用響應靈敏度方法沒有充分利用各測點聯系以及計算量過大的缺點，同時能夠很大程度的抑制個別測點的高水平噪聲。在此基礎上進一步提出了加窗能量密度的概念，不但提高了結果的精度，而且很大程度的減少了運算量。
　　(4)提出了一種利用車激橋梁響應互相關函數靈敏度識別橋梁損傷的方法，通過記錄設置在橋梁上的兩

4、個測點的加速度響應，比較橋梁損傷前后兩點響應的互相關函數的變化值，使用靈敏度方法來識別橋梁損傷。使用互相關函數靈敏度方法可以提高識別結果的準確性，而且計算較簡單，收斂速度較快，同時能夠很大程度的抑制測點的高水平噪聲，對橋梁多單元損傷也有較好的識別結果。
　　(5)研究了兩種小波靈敏度方法來識別橋梁損傷，它們分別使用了橋梁的離散小波和小波包分解分量。這兩種靈敏度方法都很大程度的提高了識別結果的精度，并大大縮短了運算時間。同時還探討了