【摘要】：公路交通是交通運(yùn)輸系統(tǒng)的生命線(xiàn)工程,而橋梁是公路交通的咽喉,因此橋梁的健康狀態(tài)是保證交通運(yùn)輸系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提。但隨著公路交通量劇增、超重車(chē)、環(huán)境因素、設(shè)計(jì)施工的先天不足等原因使橋梁發(fā)生各種損傷。因此,對(duì)橋梁進(jìn)行損傷識(shí)別研究,保證橋梁正常運(yùn)行具有重要意義和價(jià)值。損傷識(shí)別理論是橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必不可少的組成部分,傳統(tǒng)損傷識(shí)別方法一般要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的計(jì)算或信號(hào)變換過(guò)程,而且一般只有大橋、特大橋才會(huì)進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)。但現(xiàn)今我國(guó)即將由橋梁建設(shè)進(jìn)入橋梁養(yǎng)護(hù)、維修時(shí)期,其中中小跨徑鋼筋混凝土橋梁占據(jù)較大比例,大量中小跨徑橋梁需要進(jìn)行檢測(cè)和維修加固,所以研究針對(duì)中小跨徑橋梁的損傷識(shí)別方法具有實(shí)際意義。將機(jī)械損傷識(shí)別中的廣義局部信息熵?fù)p傷指標(biāo)引入鋼筋混凝土橋梁損傷識(shí)別領(lǐng)域,將其擴(kuò)展到靜力測(cè)試方面,并將數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)一步改進(jìn),使結(jié)果更加直觀(guān)。該指標(biāo)理論簡(jiǎn)單、概念清晰,無(wú)需結(jié)構(gòu)無(wú)損狀態(tài)數(shù)據(jù),無(wú)需有限元模擬。解決了利用傳統(tǒng)損傷指標(biāo)進(jìn)行損傷識(shí)別時(shí)需經(jīng)過(guò)復(fù)雜計(jì)算,結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)數(shù)據(jù)不易獲取,損傷識(shí)別精度受有限元模擬精度影響大的問(wèn)題。利用有限元分析軟件Midas/Civil建立鋼筋混凝土梁有限元模型進(jìn)行模擬分析,得到模型的振型和撓度數(shù)據(jù),構(gòu)造廣義局部信息熵指標(biāo)。研究基于振型的廣義局部信息熵時(shí),分析了鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁和三跨連續(xù)梁兩個(gè)模型,利用一階振型和二階振型數(shù)據(jù)構(gòu)造廣義局部信息熵。研究基于撓度的廣義局部信息熵時(shí),只進(jìn)行了簡(jiǎn)支梁模擬,利用撓度數(shù)據(jù)構(gòu)造廣義局部信息熵,為了便于后續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,分析了4組逐漸減少的數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)。對(duì)損傷指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證時(shí),分析了指標(biāo)在損傷定位、損傷定量和抗噪性方面的效果。損傷定位分析了鋼筋混凝土梁的單點(diǎn)損傷和多點(diǎn)損傷。損傷程度只進(jìn)行了定性分析�？乖胄苑治隽藘煞N噪聲水平下的單點(diǎn)損傷和多點(diǎn)損傷。數(shù)值模擬結(jié)果表明基于振型的廣義局部信息熵可以確定簡(jiǎn)支梁和連續(xù)梁的損傷位置,基于一階振型的廣義局部信息熵可以較好的分析簡(jiǎn)支梁和連續(xù)梁的損傷程度,基于二階振型的廣義局部信息熵在簡(jiǎn)支梁和連續(xù)梁中可以較好的抵抗噪聲�；趽隙鹊膹V義局部信息熵在采樣點(diǎn)數(shù)量合適的情況下,可以確定損傷位置,分析損傷程度,并且具有較好的抗噪性。指標(biāo)的實(shí)用性有待進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。基于廣義局部信息熵的損傷識(shí)別方法相比傳統(tǒng)損傷指標(biāo)有一定優(yōu)勢(shì),該指標(biāo)有望為中小跨徑橋梁損傷識(shí)別提供切實(shí)可行的新方法,為大橋、特大橋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的損傷識(shí)別提供新思路。
【圖文】：

本文建立鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁模型、鋼筋混凝土連續(xù)梁模型進(jìn)行動(dòng)力分析，靜力分析時(shí)只分析了鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁模型，用于靜力和動(dòng)力分析的鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁模型各參數(shù)相同。三個(gè)模型的共同參數(shù)為，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C50，梁截面尺寸為 b h=180mm300mm，混凝土材料參數(shù)：密度 2500kg/m3，彈性模量 3.45 1010Pa，，泊松比 0.2。3.1 簡(jiǎn)支梁動(dòng)力分析模型利用 Midas/Civil 中的梁?jiǎn)卧⒑?jiǎn)支梁模型，以不同節(jié)點(diǎn)損傷模擬不同損傷位置，以不同程度降低損傷節(jié)點(diǎn)處兩單元截面高度模擬不同程度損傷。3.1.1 基本模型簡(jiǎn)支梁全長(zhǎng) L=3000mm，單元長(zhǎng)度 10mm，全梁共 300 個(gè)單元，301 個(gè)節(jié)點(diǎn)。配筋情況為：底部受力鋼筋3Φ14，頂部架立鋼筋2Φ12，箍筋Φ8@100，箍筋保護(hù)層厚度20mm。無(wú)損簡(jiǎn)支梁模型如圖 3.1 所示。

圖 3.2 簡(jiǎn)支梁動(dòng)力分析單點(diǎn)損傷模型圖 3.3 簡(jiǎn)支梁動(dòng)力分析兩點(diǎn)損傷模型損傷定位以損傷相對(duì)長(zhǎng)度表示，設(shè) RL（Relative Length）為損傷相對(duì)長(zhǎng)度，Lc為損傷位置距梁左端支座長(zhǎng)度，L 為梁計(jì)算長(zhǎng)度，則 RL=Lc/L 表示損傷位置。簡(jiǎn)支梁損傷的相對(duì)長(zhǎng)度 RL 與具體損傷位置和損傷節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 3.1 所示。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：U446

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2564118