隨著科學(xué)技術(shù)和交通事業(yè)的發(fā)展,預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋以其施工簡(jiǎn)單、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、受力合理、行車舒適等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)越來越廣泛地被采用,這樣也使得存在損傷與病害的既有預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁不斷增多。為保證此類橋梁的安全運(yùn)營(yíng),如何及時(shí)有效地進(jìn)行損傷識(shí)別已成為橋梁工程領(lǐng)域的重要研究課題。本文針對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋存在混凝土開裂嚴(yán)重和預(yù)應(yīng)力損失兩個(gè)方面的損傷,分別建立裂縫梁?jiǎn)卧Ｐ秃皖A(yù)應(yīng)力損失模型,采用人工智能的方法,進(jìn)行這兩個(gè)方面的損傷識(shí)別研究,建立了一套預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋的損傷識(shí)別體系。主要研究工作包括以下幾個(gè)方面: 總結(jié)結(jié)構(gòu)裂縫的幾種常用模型,并在已有研究成果基礎(chǔ)之上,結(jié)合土木工程結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn),增加節(jié)點(diǎn)扭矩荷載作用,采用每個(gè)節(jié)點(diǎn)6個(gè)自由度,運(yùn)用斷裂力學(xué)理論,建立三維裂縫梁?jiǎn)卧邢拊?jì)算模型�；舅悸肥菍Я芽p的梁?jiǎn)卧闯?段式變剛度裂縫梁?jiǎn)卧?其組成為:中間是無厚度的裂縫段,兩邊是無損梁段。裂縫段的描述采用局部柔度矩陣,這個(gè)矩陣通過應(yīng)力強(qiáng)度因子的積分得到;無損梁段的描述與常規(guī)空間梁?jiǎn)卧粯印Ｈ缓筮\(yùn)用傳遞矩陣方法,將3段不同剛度的梁段組合成裂縫梁?jiǎn)卧?用于有限元計(jì)算。 總結(jié)目前常用的三種預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算方法:時(shí)步分析法,分項(xiàng)總和法和預(yù)應(yīng)力總損失法。提出了混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力筋的實(shí)際有效預(yù)應(yīng)力變化情況存在兩種趨勢(shì):預(yù)應(yīng)力損失與阻滯損失效應(yīng),而且預(yù)應(yīng)力損失效應(yīng)趨勢(shì)大于阻滯損失效應(yīng)趨勢(shì),并假設(shè)預(yù)應(yīng)力損失效應(yīng)呈指數(shù)增長(zhǎng),阻滯損失效應(yīng)呈線性增長(zhǎng),在結(jié)構(gòu)的整個(gè)服役期限內(nèi),表現(xiàn)為構(gòu)件內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力損失增長(zhǎng)的趨勢(shì)。并據(jù)此假設(shè)條件建立包含4個(gè)參數(shù)和1個(gè)時(shí)間變量的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算數(shù)學(xué)模型方程。 概述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法的概念、基本工作原理及其各自特點(diǎn),以及這兩種人工智能方法在土木工程結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別中的應(yīng)用。針對(duì)橋梁工程損傷識(shí)別這樣的復(fù)雜非線性問題,將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與遺傳算法結(jié)合,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的結(jié)構(gòu)損傷參數(shù)與響應(yīng)差的映射關(guān)系預(yù)測(cè)出與之對(duì)應(yīng)的函數(shù)值,代替有限元分析結(jié)果,根據(jù)這個(gè)預(yù)測(cè)的函數(shù)值計(jì)算遺傳算法適應(yīng)度值,對(duì)大型橋梁結(jié)構(gòu)的損傷進(jìn)行參數(shù)識(shí)別,并詳述GA-BP算法的實(shí)現(xiàn)步驟。 討論預(yù)應(yīng)力混凝土梁式結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別基本理論,主要包括構(gòu)件截面的幾何特性計(jì)算和損傷識(shí)別敏感因子的選取原則。 采用基于人工智能方法的GA-BP算法,運(yùn)用已經(jīng)建立的裂縫梁?jiǎn)卧碚摵皖A(yù)應(yīng)力混凝土損傷識(shí)別理論,對(duì)預(yù)應(yīng)力T形截面簡(jiǎn)支梁橋進(jìn)行混凝土裂縫的損傷識(shí)別,識(shí)別出裂縫位置和裂縫深度;對(duì)連續(xù)梁橋中跨箱梁預(yù)應(yīng)力束損失進(jìn)行識(shí)別,通過概略識(shí)別和精細(xì)識(shí)別兩階段識(shí)別方式,識(shí)別出單根預(yù)應(yīng)力束預(yù)應(yīng)力損失模型表達(dá)式的參數(shù)值,從而建立該鋼束預(yù)應(yīng)力損失模型方程式。
【學(xué)位單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：U448.35;U441.4
【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
    1.1 論文的研究意義及其背景
    1.2 論文的研究目的
    1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 相關(guān)領(lǐng)域研究發(fā)展現(xiàn)狀概述
    2.1 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)及損傷識(shí)別技術(shù)的發(fā)展
        2.1.1 結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)的發(fā)展
        2.1.2 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的發(fā)展
        2.1.3 結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別技術(shù)的發(fā)展
    2.2 結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別基本原理與方法
        2.2.1 基于結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別
        2.2.2 基于模型修正理論的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別
        2.2.3 基于人工智能的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別
        2.2.4 基于阻抗技術(shù)的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別
    2.3 預(yù)應(yīng)力混凝土橋的歷史和發(fā)展及待解決的問題
        2.3.1 預(yù)應(yīng)力混凝土橋的歷史和發(fā)展
        2.3.2 預(yù)應(yīng)力混凝土橋需要解決的問題
    2.4 在役預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的損傷識(shí)別現(xiàn)狀
第3章 結(jié)構(gòu)裂縫損傷識(shí)別基本理論
    3.1 構(gòu)件裂縫的類型
    3.2 描述構(gòu)件裂縫的幾何參數(shù)
    3.3 結(jié)構(gòu)裂縫損傷基本模型
        3.3.1 短梁?jiǎn)卧Ｐ?br>        3.3.2 有限元模型
        3.3.3 斷裂力學(xué)模型
        3.3.4 局部擾動(dòng)函數(shù)模型
    3.4 基于斷裂力學(xué)原理的裂縫梁?jiǎn)卧纠碚?br>        3.4.1 局部柔度表示的裂縫模型
        3.4.2 裂縫梁?jiǎn)卧獎(jiǎng)偠染仃?br>        3.4.3 裂縫梁?jiǎn)卧▽?shí)例驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于GA-BP算法的梁式橋裂縫損傷識(shí)別
    4.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        4.1.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本概念
        4.1.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本原理
    4.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的損傷識(shí)別方法
    4.3 遺傳算法（Genetic Algorithm-GA）
        4.3.1 遺傳算法工作原理
        4.3.2 遺傳算法的特點(diǎn)
    4.4 遺傳算法的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法
    4.5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與遺傳算法相結(jié)合的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法
    4.6 預(yù)應(yīng)力混凝土梁式結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別理論
        4.6.1 截面幾何特性計(jì)算公式
        4.6.2 損傷識(shí)別敏感因子的選取
    4.7 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋裂縫損傷識(shí)別
        4.7.1 工程概況
        4.7.2 T梁裂縫損傷識(shí)別過程分析
        4.7.3 裂縫損傷識(shí)別結(jié)果
    4.8 本章小結(jié)
第5章 預(yù)應(yīng)力損失基本理論
    5.1 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算方法
        5.1.1 時(shí)步分析法
        5.1.2 分項(xiàng)確定預(yù)應(yīng)力損失的方法
        5.1.3 預(yù)應(yīng)力總損失的方法
    5.2 預(yù)應(yīng)力損失的數(shù)學(xué)模型
        5.2.1 基本假設(shè)
        5.2.2 模型方程推導(dǎo)
        5.2.3 模型方程的性質(zhì)及物理意義
        5.2.4 實(shí)例分析
    5.3 本章小結(jié)
第6章 基于GA-BP算法的預(yù)應(yīng)力損失識(shí)別
    6.1 工程概況
    6.2 計(jì)算模型
        6.2.1 坐標(biāo)系
        6.2.2 單元?jiǎng)澐?br>        6.2.3 邊界條件
        6.2.4 荷載
        6.2.5 受力階段的劃分
        6.2.6 數(shù)據(jù)輸入和橋博建模
    6.3 預(yù)應(yīng)力損失的模擬
    6.4 預(yù)應(yīng)力損失的識(shí)別過程
        6.4.1 預(yù)應(yīng)力鋼束的分類
        6.4.2 預(yù)應(yīng)力損失識(shí)別過程分析
    6.5 橋面線形驗(yàn)算
    6.6 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 尹駿暉;基于模態(tài)分析理論和改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的橋梁損傷識(shí)別方法研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2011年

2 譚雙全;基于敏感性分析的自錨式斜拉—懸吊組合體系橋梁有限元模型修正[D];西南交通大學(xué);2012年

3 胡彩霞;基于GA-BP算法分子蒸餾參數(shù)檢測(cè)及預(yù)測(cè)優(yōu)化的研究[D];長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué);2012年

4 許會(huì)超;聲波信號(hào)在鋼結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究[D];北京建筑工程學(xué)院;2012年

5 胡紹強(qiáng);基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鍋爐燃燒過程的建模分析[D];沈陽理工大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2881618