公路橋梁系統(tǒng)中,中小跨橋梁數(shù)量龐大且地理分布廣泛。隨著服役時間的增長,交通荷載的增加,其結(jié)構(gòu)性能會出現(xiàn)不同程度的退化。為了及時發(fā)現(xiàn)并避免潛在危害,可通過安裝健康監(jiān)測系統(tǒng)來對橋梁性能進行實時監(jiān)測評估。但目前現(xiàn)有的健康監(jiān)測系統(tǒng)及方法主要是針對大跨橋梁開發(fā)的,并不適用于中小跨橋梁。本課題組開發(fā)的長標距FBG傳感器,與傳統(tǒng)點式傳感器相比,可以方便地僅通過有限數(shù)量的傳感器采集到橋梁結(jié)構(gòu)大范圍區(qū)域內(nèi)的響應(yīng),同時還兼具安裝簡便、抗電磁干擾等優(yōu)點,具有廣闊的應(yīng)用前景。本文基于該傳感器組建傳感系統(tǒng),計劃通過一套傳感器實現(xiàn)健康監(jiān)測所需的多種損傷識別和評估功能,以適應(yīng)中小跨橋梁數(shù)量多、分布廣的特點。本文主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點包括:本文首先建立了基于長標距應(yīng)變響應(yīng)差分的橋梁式動態(tài)稱重方法,在傳統(tǒng)應(yīng)變影響線概念的理論基礎(chǔ)上推導(dǎo)出了長標距應(yīng)變影響線方程,并根據(jù)長標距應(yīng)變差分與車輛車速、軸重、軸距間的對應(yīng)關(guān)系,提出應(yīng)變指標ε_D,建立起不受結(jié)構(gòu)邊界條件限制的橋梁式動態(tài)稱重方法。隨后開展了系列數(shù)值模擬和實橋測試,對該方法的可行性進行了驗證。隨后,提出了基于長標距應(yīng)變響應(yīng)多重交叉檢驗的中小跨橋梁損傷識...

【文章頁數(shù)】：196 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-2一年內(nèi)結(jié)構(gòu)固有頻率及環(huán)境溫度的相關(guān)變化關(guān)系

基于模態(tài)參數(shù)的方法最早被提出,發(fā)展時間最久,主要是依據(jù)結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)與結(jié)構(gòu)固有物理參數(shù)(剛度、質(zhì)量和阻尼)間的函數(shù)關(guān)系來實現(xiàn)損傷識別。即當結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷后,即結(jié)構(gòu)相關(guān)物理參數(shù)發(fā)生改變(例如剛度減小),模態(tài)參數(shù)也會相應(yīng)變化,通過這一對應(yīng)關(guān)系則可以實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)的損傷進行識別。常用的模態(tài)參數(shù)....

圖1-3模型修正的一般步驟

有限元模型修正技術(shù)可以有效消除有限元模型由于模型簡化、理論假設(shè)、材料參數(shù)不確定性等帶來的初始模型誤差。經(jīng)修正后的有限元模型和實際結(jié)構(gòu)間的差距更小,可以用來更為準確地分析、評估并預(yù)測結(jié)構(gòu)性能。目前最常用的是基于靈敏度分析的有限元模型修正方法,它的基本思路如圖1-3所示,首先根據(jù)結(jié)構(gòu)....

圖1-4橋I-40損傷試驗結(jié)果

在優(yōu)化算法方面,一個算法自身的穩(wěn)定性,收斂速度等決定著有限元模型修正的效率和結(jié)果精度。因為特征指標與模型參數(shù)間的復(fù)雜隱式關(guān)系,基于靈敏度的方法常采用基于梯度的迭代優(yōu)化算法,這就需要在每次迭代前計算目標函數(shù)關(guān)于各個參數(shù)的梯度,計算工作量大,耗時久。而且通常整個優(yōu)化問題會存在著多個局....

圖1-5本文研究的技術(shù)路線

1.3.3本文研究技術(shù)路線1.3.4本文主要創(chuàng)新點

本文編號：3924405