桥梁损伤识别

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浅谈基于Midas的桥梁梁体损伤检测

浅谈基于Midas的桥梁梁体损伤检测

简支梁损伤检测综述陈雪华(郑州大学土木工程学院郑州450001)摘要:该文以50m混凝土箱型简支梁为例,借鉴桩的完整性检测理论以及基于Midas Civil的矩形荷载作用下箱型梁的时程分析,从而判断梁体是否损伤,这种借鉴经理论分析是可行的;从时程分析结果中提取节点2与节点25的加速度,运用MATLAB进行两节点之间的相关关系的分析,分析结果可以为以后桥梁状态分析提供数据。

关键词:简支梁损伤检测时程分析相关性Abstract:Taking a 50-meter simply supported box-shape beam in concrete as an example,and by referring to the theory of pile integrity testing and under rectangular loading , the time-procedure analysis basing on Midas civil of the box-shape,in order to judge whether the beam is damage or not,the reference, which through theoretical analysis,is viable;Extracted acceleration of node 2 and 25 from the results of time-procedure analysis node 2 and 25, we can use MA TLAB to analyze the relationship between the two nodes,which can provide information for the analysis of the future state.Key words: simple beam damage detection time-procedure analysis correlation引言随着科技的快速发展,航空航天结构、土木结构以及机械设备,都在朝着功能齐全化、结构复杂化方向发展。

桥梁结构的非线性分析方法

桥梁结构的非线性分析方法

桥梁结构的非线性分析方法桥梁是连接两个地域的重要交通设施,承受着巨大的荷载和变形。

为了确保桥梁的稳定性和可靠性,在设计和建造过程中需要进行结构分析。

传统的线性分析方法已经无法满足对桥梁结构的准确评估,因此,非线性分析方法逐渐被引入和广泛应用。

本文将介绍几种常用的桥梁结构非线性分析方法。

一、准线性分析方法准线性分析方法即在原有线性分析的基础上考虑桥梁结构的非线性效应。

例如,在分析桥梁受力时,考虑构件材料的非线性特性,如应力-应变关系曲线的非线性。

准线性分析方法可以通过有限元分析软件进行模拟,得到更真实的结构响应。

此外,准线性分析方法还可以考虑温度、湿度等环境因素的非线性效应,提高分析的准确性。

二、非弹性分析方法非弹性分析方法是对桥梁结构进行全面的非线性分析。

这种方法考虑了更多的非线性效应,如材料的塑性变形、结构的屈曲行为、接缝的摩擦阻尼等。

非弹性分析方法可以更准确地预测桥梁结构在各种荷载作用下的变形和破坏行为。

然而,由于计算复杂度高,非弹性分析方法通常用于重要的桥梁工程和特殊结构的设计。

三、时程分析方法时程分析方法是一种考虑桥梁与动力荷载相互作用的非线性分析方法。

在桥梁设计和评估过程中,需要考虑地震、风荷载等动力荷载的影响。

时程分析方法可以模拟动力荷载的传递过程,并分析结构的响应。

通过这种方法,可以研究桥梁在不同地震强度下的动力性能,预测其破坏的可能性。

四、损伤识别方法损伤识别方法是一种通过监测和分析桥梁结构的响应,判断其是否存在损伤或破坏的非线性分析方法。

这种方法可以通过搜集结构的振动信号、形变数据等,利用信号处理和模式识别技术,判断桥梁的结构状态。

损伤识别方法可以帮助工程师及时发现桥梁的隐患,进行维修和加固,确保其安全性和可靠性。

综上所述,桥梁结构的非线性分析方法为桥梁设计和评估提供了更准确的工具。

无论是准线性分析方法、非弹性分析方法还是时程分析方法,都可以帮助工程师更好地了解桥梁结构的行为和性能。

桥结构结构健康监测综述

桥结构结构健康监测综述

桥结构结构健康监测综述-----自动损伤识别自动损伤识别是真正意义上的桥梁监测系统的核心, 是目前国际上的研究热点,目前还在研究阶段。

1 自动损伤识别的方法不同国家的学者已经研究出许多自动识别损伤的方法, 这些方法可用来形成软件, 安装在桥梁监测系统中。

自动识别损伤的方法大致可分为两类:(1) 无模型的识别方法: 它们不使用结构模型,属于这类方法的有: 基于PRF 的损伤识别指标[ 2 ]方法, 包括W avefo rm Chain Code (WCC, 其中又包括量测FRF 的斜率差和曲率差)、A dap t ive Temp lateM ethods (A TM ) 和Signatu re A ssu rance Criteria(SAC)。

此外还有人工神经元网络、ARMA 模型、模式识别等。

(2) 有模型的识别方法: 它们使用结构的有限元模型进行识别。

这类方法又可分为两种: 基于模态参数的识别方法和直接的系统识别方法。

基于模态参数的识别方法分为两步, 首先通过动测进行模态参数(自振频率、振型、振型阻尼比、应变模态) 识别, 然后通过模态参数识别损伤。

第二步工作又有两种方法, 一种是通过损伤识别指标进行识别, 由于模态参数对损伤不敏感, 长期以来人们试图对模态参数进行加工, 以提高其对损伤的灵敏度, 定义了损伤识别指标后, 可把它当作结构指纹, 通过比较完好状态的结构指纹和受损状态的结构指纹来识别损伤。

已经定义的损伤识别指标如下[ 2 ]: 基于振型的损伤识别指标有Coo rdinate Modal A ssu rance Criteria(COMAC)、曲率模态差和柔度矩阵差; 基于应变模态的损伤识别指标有应变模态差。

评价损伤识别指标优劣的标准是对结构损伤的灵敏度。

上述指标中曲率模态差、柔度矩阵和应变模态差对结构损伤的灵敏度较高。

由模态参数识别损伤第二步工作的另一种方法是由模态参数确定结构的刚度矩阵的变化, 是一种形式的参数估值问题。

基于刚度矩阵的桥梁损伤识别研究

基于刚度矩阵的桥梁损伤识别研究

只 是 局 部 刚度 改 变 的情 况 , 出 一 种 基 于 结 构 及 其 子 结构 的刚 度 矩 阵 , 用 固有 频 率 和 振 型 确定 子结 构 刚度 矩 阵 的改 提 利 变程度 , 以及 改 变 了 刚度 矩 阵 的 子 结 构 的 位 置 , 判 断 桥 梁 损 伤 的位 置 及 其 程 度 的结 构 损 伤 识 别 方 法 . 识别 结 果 看 , 来 从
的安全使用有着重要 的意义 ; 因此 , 桥梁的损 伤识别和健康监测技术成 为当前 国内外研究的热点 问题. 其 中。 在对结构 的损伤识别和评估上 已提出多种方法 , 如利用遗传算法[ 、 1 神经 网络 等优化算法 , 也有用
曲率模 态 、 小波 变 换 和小 波 包 分析 Dq] 别 方 法. o2 的识 结 构损 伤 本质 上 是结 构 局 部 刚度 和质 量 的改 变 , 映在 结 构动 力 特 性 上 是模 态 参 数 , 固有 频率 和振 反 如
1 4
广 西工 学 院学 报
第2 1卷
率A 和振型 之间 满 足 :
t4 = : : O, A :
设实 际模 型 的 刚度 矩 阵 K 由基 准 模 型及 其子 结 构 的刚度 矩 阵 和 表示 为 可
() 2
∑ K
由( ) , 1 式 有
() 3
() 4
基 于刚度矩阵的桥梁损伤识别研究
林 贤坤 。覃柏英 b梁 兴华 , ,
( 西 工学 院 a汽 车 3程 系 ;. 息 与计 算 科 学 系 , 西 柳 州 5 5 0 ) 广 . - _ b信 广 4 0 6

要: 结构 损 伤 本 质上 是结 构 局 部 刚 度 和 质量 的 改 变 。 映 在 结 构 动力 特 性上 是 模 态参 数 的 变 化 . 对 桥 梁损 伤 往 往 反 针

基于LSTM神经网络的桥梁损伤识别

基于LSTM神经网络的桥梁损伤识别

3 结语 经 过L S T M 神经网络算 法识 别 后,结 构 损伤 处 定位 在
4 . 33m附近,误 差在 允许范围内,L S T M 神经网络 通 过自身
记忆功能以及泛化能力,解决海量数据难以分析的问题, 损伤定位图2和图3所示。
参考文献 [1] 马宏伟,聂振华.桥梁安全监测最新研究进展与思考[J].
工况设置 工况一 工况二 工况三 工况四 工况五 工况六 工况七 工况八
小车速度 0.5m/s 0.5m/s 0.25m/s 0.25m/s
损伤程度 损伤0.003m 损伤0.005m 损伤0.003m 损伤0.005m
移动荷载 20.65kg 30.2kg 20.65kg 30.2kg 20.65kg 30.2kg 20.65kg 30.2kg
数。
2 实验验证 实 验 采 用的 梁 桥 模 型为 实 桥1 5 倍比例 缩 小的空心方
钢单跨桥梁模型,全梁长为6m,梁身矩形截面高0.1m,宽 0.2m,厚度为0.003m,如图1所示。桥面铺设两条角钢轨道, 损伤点位于全长4.34m处,搭建8组加速度传感器采集信号 数据。设置8组工况进行实验对比参照,如表1所示。
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科技创新导报 2019 NO.03 Science and Technology Innovation Herald
(上接70页)
操作较为简单,在船舶靠岸后,船舶通过船上导轨将电缆 放 至 岸侧 后,关 闭船 舶 本身的发电系统的总开 关,与岸电 系统 装 置 连 接 完毕,启动岸电系统,将岸电电源 送 至 船 侧 岸电配电柜,即可完成电源切换。在船舶离岸时,先关闭岸 电系统,再分闸船上岸电系统的输入开关,启动船舶的本 身发电系统,通过电缆卷筒将电缆收至船上,即可完成离 岸前从岸电到船舶自身供电运行的切换。

应变模态法在桥梁损伤识别中的应用

应变模态法在桥梁损伤识别中的应用
第3 7卷 , 4期 第 20 12 年 8 月
公 路 工 程
Hi h y En i e rn g wa g n e i g
Vo . 7,No 4 13 . Au g. ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 20 12
应 变模 态 法在 桥 梁损 伤 识 别 中 的应 用
李 圭 戴 佑才 戴 宏 亮 洪 力 , , ,
b a we e n m ei a i e m r u rc lsmultd b p l i t a g e e a o ae y a p yng wih lr e g n r l c mm ec a ni lm e t s fwa e AN- r il f t e e n o t r i e
[ 图分 类 号 】U4 57 中 4 . [ 献 标 识 码 】A 文 [ 文章 编 号 】17 一 6 o 2 1 )4 0 8 一 6 6 4 o 1 ( 02 0 — 15 O
Ap l a i n o ta n M o e M eh d i i e Da a e Dee to p i to fS r i d t o n Brdg m g tc in c
[ yw r s t i o eme o ; r g a ae u eia s ua o ;dm g eont n Ke o d ]s a m d t d b d ed m g ;n m r l i l in a a ercg io rn h i c m t i 频 率是桥 梁 的 固有特 性 , 受 荷 载 值 的影 响 , 不 因此 , 可 以定义 一个 应变 模态 , 其基 本原理 是 : 对应 于桥梁 的每一 阶位 移模 态 , 桥梁 各 处 必 有其 对 应 的 固有 在 应 变分 布状 态 , 之 为应变模 态 , 称 它是桥 梁 的固有 动 力 特性 , 不受 荷载 大 小 的 影 响 , 因此 , 只要 比较 完好

基于小波分析的梁损伤识别方法研究的开题报告

基于小波分析的梁损伤识别方法研究的开题报告一、研究背景和意义梁是结构工程中常用的构件,常常用于建筑物、桥梁、机械等领域。

在使用过程中,可能会受到各种因素影响而导致损伤,例如自然灾害、错误使用等。

梁的损伤可能导致安全问题,因此及时进行损伤识别十分重要。

目前,基于小波分析的损伤识别方法已经成为梁损伤识别的一个研究方向。

小波分析是一种时频分析方法,能够对非平稳信号进行分析,是一种有效的信号处理方法。

在梁损伤识别中,小波分析可以将信号分解为多个时频分量,通过分析分量的特征参数来判断梁是否存在损伤。

这种方法具有不依赖于物理测量的优势,相比常规的损伤识别方法更加灵活可靠。

二、研究内容和方法本研究的主要内容是采用小波分析方法进行梁损伤识别。

具体方法包括以下步骤:1. 采集梁结构的加速度信号,建立相应的数学模型。

2. 将信号进行小波分解,得到多个时频分量。

3. 计算每个分量的特征参数,如均值、方差等。

4. 对比有损伤和无损伤状态下的特征参数,进行分类判定。

本研究将采用实验方法和仿真方法相结合,通过实验测试和数值仿真验证方法的可行性和有效性。

同时,为了提高方法的精度和可靠性,还将对比不同小波基函数和不同阈值处理方法的效果,找出最优方案。

三、预期结果和意义通过本研究,预期可以得到以下结果:1. 建立基于小波分析的梁损伤识别方法,可以对梁结构的损伤进行快速、准确的识别。

2. 通过对比实验和仿真结果,验证所提出的方法的可行性和有效性。

3. 优化方法,提高识别精度和可靠性,为梁结构安全评估提供有效手段。

该研究对于提高结构安全评估的准确性、提高工程质量和延长结构使用寿命等方面具有重要意义和实际应用价值。

基于在线振动响应的桥梁损伤识别方法


Ma y, 2 1 01
基 于 在 线 振 动 响应 的桥 梁 损 伤 识 别 方 法
战 家 旺 ,夏 禾 ,张 楠
(E d 京交 通 大 学 土 木 建 筑 工程 学 院 ,北 京 10 4 ) 0 04
摘 要 :选 用 桥 梁 单 元 的 刚 度下 降率 作 为损 伤 因 子 。基 于铁 路 列 车 桥 梁 耦 合 振 动模 型 ,计 算 桥 梁 在 线 振
下降模 拟损伤 。假定损 伤发生前 或 已有 损伤状态 下 桥 梁第 i 元 的 刚度 矩 阵 为 K 定 义单 元 损 伤 因 单 子 为单 元 刚度 的相 对 下 降率 ,则 新 损 伤 发生 后
的单元 刚度矩阵 可 以表示 为
Kd 一 K0 1一 O) i一 1 2 … ,N ( ) ( i ,, 1
毋 C 2 i

图 1 车辆模型
言 ,其在 通行 车辆 作 用 下 的响 应 较 大 、规 律 性强 , 适用 于结构 在线 健康监 测 。
1 1 桥 梁在 线响 应分析 模型 .
1 2 桥 梁损伤模 拟 .
损伤发 生后 ,桥梁 刚度 会下 降 ,从而使 桥梁在
车 辆对桥 梁 的竖 向作 用机理 明确 ,因此本 文仅
第3 卷 , 3 2 第 期
20 1 1年 5月
文章 编 号 :l O一6 2 (0 )0 —0 80 O l43 2 1 1 30 5 —5
中 国 铁 道 科 学
C H I A AI N R LW A Y CI S EN CE
V0 . 2 13 NO 3 .
响应准确确定 损伤位置及损伤程 度 ;不但 能识别桥梁 的绝对损 伤 ,而且能识 别桥梁 的损伤增量 ,即相 对损伤 ; 抗噪能力 较强 ,即使噪声水平达到 1 ,也 能正确识别 出 5 以上 的损 伤 ,但 对 5 以下小 幅损伤 可能会有误 O

改善桥梁结构损伤识别系统的分析与思考


基于结 构振 动 特 性 ( 力 指 纹 ) 化 的损 伤 识 别 动 变
方 法 以 振 动 模 态 试 验 、 振 试 验 为 基 础 , 基 本 原 理 激 其
是 : 据结构 动力学 方 程 , 构 中特定部 分 的质量 和 刚 根 结
度 的损 失 , 在 自振 频 率和振 型 的测量 中有 所反 映 , 将 当
铁 21 0 0年 第 9期



41
Ra l y En i e i g iwa g ne r n
文章编 号 :0 319 ( 0 0 0 —0 1 2 10 — 5 2 1 ) 90 4 — 9 0
改 善 桥 梁 结 构 损 伤 识 别 系 统 的 分 析 与 思 考
崔 飞 , 清 远 陈 宜言 石 宵爽 王 , ,
对 象 , 于矩 阵摄动 方法 求 出矩 阵的摄 动值 , 基 见诸 于文 献 的有 最佳 矩 阵法 、 敏 度 法 、 征 结 构分 配 法 、 灵 特 混合 法等 ; 另一 种方法 则 是 以结 构 的物 理 参 数作 为识 别 对 象 , 弹性模 量 、 面 惯性 矩 、 量 、 如 截 质 阻尼 等 , 据 结 构 根 响应信 息 、 目标 函数 的构 造 、 束条 件 以及优 化求 解方 约 法 的不 同 , 近年来 发展 了系列 的求解 方法 。 然 而 由于理 论与 实 践 在 一 定 程度 上 的脱 节 、 试 测
别 方 法
技术 的相 对 滞后 、 法结 构 的稳 定 性及 抗 干扰 性 相 对 算 欠 缺等 因素 , 特别 是对 于桥 梁一 类大 型土 木结 构 , 损 其
伤包 括结 构 的受力 裂缝 、 键构 件 的锈蚀 、 关 预应 力 的损 失、 支承 系统 的失效 、 构 构件 的异 常 变 位 、 结 构 连 结 钢 接 的松弛 或失 效 、 多梁 桥 的横 向连接失 效 、 结构 在正 常

基于静态位移的简支桥梁损伤识别方法


基 准模 型建 立 了损 伤程 度识 别公 式. 该公 式 可利 用线 性规 划优化 算 法 求 解 , 中有 限元 基 准模 型 建 其 立过程 简单 , 只需要保 证有 限元基 准模 型的 几何 构型 与桥 梁结 构相 同 即可. 分析 了 1个具 有 多处损
伤 的 简支 粱 , 从数 值模 拟 角度 验证 了所 建立 的损伤 识 别方 法有效性. 结果 表 明 , 曲率 比的损伤 定位指
s v rt d n i c to s d rv d b t ii g t e fn t - lm e tb s l e mo e f t e c r e p n i g s r c e e iy i e tf a i n i e i e y u i zn h i ie e e n a e i d lo h o r s o d n t u — i l n t r . e f r u a c n b e d l o v d b h p i z to l o ih o i e r p o r mm i g a d t e b s - u e Th o m l a e r a i s l e y t e o tmia i n a g rt m fl a r g a y n n n h a e
标 能 准 确 定 位 , 损 伤 程 度 识 别 公 式 可 大 致 识 别 损 伤 程 度 . 于 所 建 立 的 损 伤 识 别 方 法 仅 仅 基 于静 而 由
态挠度 数据 , 可在 于桥 梁检 测 中参考 . 故
关 键 词 : 损 伤 定 位 ; 伤 程 度 识 别 ; 率 比 ; 态 位 移 损 曲 静
中图分 类号 : U4 6 4
文献标 志码 : A
文章 编号 :0 40 6 (0 1 0 -0 50 1 0 —3 6 2 1 ) 20 7 -4
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桥梁结构的损伤检测与识别技术研究综述 摘要:随着桥梁建设的持续发展,桥梁结构的形式和功能也日趋复杂,桥梁的修补和加固也越来越受到关注。 桥梁建成通车后, 由于受气候、 环境因素以及人为因素的影响,结构材料会被腐蚀和逐渐老化,长期的静、动力荷载作用,使其强度和刚度随着时间的增加而降低。 这不仅会更会使桥梁的使用寿命缩短, 更严重的会影响交通行车安全,危机人的生命。桥梁结构的检测、监测作为结构安全养护、正常使用的保证措施之一受到关注,如何对桥梁结构进行质量检测和安全监测也已成为国内外学术界、工程界研究的热点。本文主要研究桥梁结构损伤识别方法的发展和应用情况。

关键词:桥梁结构 损伤 识别 引言:桥梁结构作为现代交通系统的重要基础设施,其安全运营关系着国家财产和人民生命的安全,以及社会稳定。国内外桥梁垮塌事件屡屡发生,如,1999年重庆彩虹桥垮塌、2004年辽宁盘锦大桥垮塌、2006年广东深汕高速公路桥梁垮塌、2007年中国广东佛山九江大桥垮塌、2008年云南曲靖独木水库孙家马场大桥垮塌、2009年黑龙江省哈伊公路铁力路段西大桥垮塌等事件,严重威胁着国家财产和人民生命的安全、严重影响了经济社会的发展和稳定。

因此,为保证桥梁结构安全与健康的运营,确保人民生命、国家财产的安全,对桥梁结构损伤识别提出了越来越高的要求,结构损伤识别方法和技术的研究已成为业界的研究重点和热点

一、 结构损伤识别理论 目前结构的损伤识别常用的方法有如下几类,1)静态识别法:基于静态测试数据,施加的主要是静力荷载;2)动态识别法:基于振型、振型曲率、结构固有频率、结构柔度、频响函数等动力特性变化的识别方法;3)智能识别法:利用神经网络、遗传算法、小波变换属于智智能识别法。

桥梁结构损伤识别的主要任务就是通过实际测量数据,对结构是否有损伤、损伤种类、损伤位置、损伤程度等做出准确、合理的判断。桥梁结构的损伤识别方法大致可分为局部法和整体法两大类。

桥梁结构损伤识别局部检测法具有目标针对性强,检测结果具体、准确等优点;同时也存在需要预先知道损伤部位,且受检测部位的测试条件限制较大,无法对大型结构进行全面检测等不足。

桥梁结构整体损伤识别主要是通过对桥梁结构特征点数据 (位移、应变、内力、频率和振型等)的检测,并结合结构自身的力学特点,来对整个桥梁结构的损伤状况进行评估的一种方法,整体法可分为静态识别法和动态识别法。整体法中因动态识别方法具有现场工作量小,实验时间短,经济代价低,也可以实现实时、在线监测等优点,以动态识别方法为主。 二 、结构损伤识别技术研究现状 李上明,路新瀛在《基于静态位移的简支桥梁损伤识别方法》一文中以简支桥梁为研究对象,建立了基于静态位移的损伤识别方法。利用结构在相同载荷作用下、不同损伤状态的桥梁静态位移,提出了桥梁曲率比的损伤定位指标。利用结构基准状态即有限元基准模型建立了损伤程度识别公式。该公式可利用线性规划优化算法求解,其中有限元基准模型建立过程简单,只需要保证有限元基准模型的几何构型与桥梁结构相同即可。分析了一个具有多处损伤的简支梁,从数值模拟角度验证了所建立的损伤识别方法有效性。结果表明,曲率比的损伤定位指标能准确定位,而损伤程度识别公式可大致识别损伤程度。由于所建立的损伤识别方法仅仅基于静态挠度数据,故可在桥梁检测中参考。

王艺霖,刘西拉,方从启三位学者在《基于应变指标的桥梁损伤识别方法》一文中,探讨了应变指标(弯曲正应变和剪切应变)在桥梁损伤识别中的应用,给出了具体的应用方式,并通过多个数值模拟实例进行了验证;考虑到该指标的显著局部性,给出了测点优化布置的方法;考虑实际应用时的具体情况,分析了该方法识别结果的存在性、惟一性和稳定性问题,给出了有效的处理方法,使之有了很强的实用性。结果表明:该方法能直接发现损伤,对小损伤比较敏感,而且处理方式简单、结果可靠。

但该方法有个很大的缺陷,就是过于局部性,只有在测点处截面发生损伤才能被有效识别,这就要求在结构上非常密集地布置传感器,在实际中不现实。为此,提出结合其他信息来帮助克服这一问题,分别引入一次信息(结构在典型活载下的数值模拟响应)和二次信息(受环境不利因素影响区域的判断)来得到最可能出现损伤的区段,在此区段内局部密集布置传感器。

基于应变对局部损伤的敏感特性,李圭,戴佑才,戴宏亮,洪力四位学者在《应变模态法在桥梁损伤识别中的应用》一文中,引入了应变模态法,通过比较完好桥梁和损伤桥梁的应变模态变化。即可判断桥梁损伤的位置和程度。首先在理论上给出了应变与振动模态之间的详细表达式;然后基于大型通用商用有限元软件ANSYS,对金属模型桥梁进行数值仿真模拟以及识别试验、数据分析;最后,应用应变模态法对厦门市石鼓山立交桥进行现场损伤识别,得到了该桥梁的服役状态,为桥梁质量评估和维护提供了可靠的依据。

施洲,赵人达两位学者根据桥梁结构的实际工程特性,分析边界条件变异、结构损伤及其参数化问题。在《基于模态参数考虑边界条件变异的桥梁结构损伤识别》一文中。采用约束优化理论,建立以实测、理论模态参数误差平方和最小为目标函数的优化反演问题。并基于矩阵摄动理论引入结构动力方程对应特征值与特征向量的一阶、二阶摄动量,将优化反演问题简化为非线性最小二乘法优化反演问题。针对桥梁结构边界对模态参数影响显著的实际情况,实施桥梁结构边界条件预识别,并采用单元模态应变能方法预定位损伤,提出考虑边界条件的桥梁结构损伤识别具体方法与流程。最后以一磁浮轨道方案梁为例,采用数值模拟的方法进行边界条件变异及损伤的识别验证,结果表明该方法能够有效识别边界条件的变异及构件损伤,并具有较高的识别精度。 安宁,夏禾,战家旺在《基于参数不确定列车作用下桥梁振动响应的桥梁损伤识别研究》一文中提出了当车辆某参数值不确定时基于桥梁在线振动响应的桥梁损伤识别方法。基于列车-桥梁耦合振动模型和响应灵敏度方法,利用桥梁的在线响应进行损伤识别。通过计算损伤识别结果对随机车辆参数的灵敏度并由此得到损伤因子的数学期望及方差,进一步得到各单元的损伤因子可能分布区间,并进行了算例研究。得出了如下结论:(1) 当某车辆参数值不确定且其不确定度较小时,基于桥梁在线振动响应的桥梁损伤识别灵敏度方法仍然是可行的。(2) 实际应用中可给定车辆某参数值的不确定度,据此得到各个单元识别损伤因子的分布区间,这更方便判断桥梁某处的实际情况。(3) 车体质量、一系竖向刚度和阻尼对识别结果影响较大,而转向架和轮对质量、二系竖向刚度和阻尼对识别结果影响较小。(4) 随机参数可能会导致识别出虚假损伤位置,所以在实际应用中需要判断识别出的损伤位置是否为虚假损伤位置,并尽量减少参数的误差,特别是一系竖向刚度等对损伤位置识别影响比较大的参数的误差,以便得到更准确的识别结果。

这三位学者在另一篇论文《一种利用车激桥梁响应的互相关函数识别桥梁损伤的方法》中,提出一种利用车激桥梁响应互相关函数灵敏度识别桥梁损伤的方法,通过记录设置在桥梁上的两个测点的加速度响应,比较桥梁损伤前后两点响应的互相关函数的变化值,使用灵敏度方法来识别桥梁损伤.通过算例对桥梁损伤进行了识别,并与使用响应灵敏度方法得到的识别结果进行了对比.结果表明,使用互相关函数灵敏度方法可以提高识别结果的准确性,而且计算较简单,收敛速度较快,同时能够很大程度地抑制测点的高水平噪声,对桥梁多单元损伤也有较好的识别结果。

战家旺,夏禾,张楠三位学者在《基于在线振动响应的桥梁损伤识别方法》一文中选用桥梁单元的刚度下降率作为损伤因子。基于铁路列车桥梁耦合振动模型,计算桥梁在线振动响应对损伤因子的灵敏度并构建灵敏度矩阵,以结构不同状态下的响应残差为约束条件建立灵敏度方程,用Tikhonov正则化方法求解灵敏度方程得到各单元的损伤因子,实现对桥梁损伤的定位和定量评估。应用该识别方法对简支梁桥和两跨连续梁桥的识别结果表明:该识别方法对测点位置不敏感,可根据梁上任意一个测点的响应准确确定损伤位置及损伤程度;不但能识别桥梁的绝对损伤,而且能识别桥梁的损伤增量,即相对损伤;抗噪能力较强,即使噪声水平达到1O%,也能正确识别出5%以上的损伤,但对5%以下小幅损伤可能会有误判。

南昌大学建筑工程学张 纯,宋固全两位学者在《去噪正则化模型修正方法在桥梁损伤识别中的应用》中,以传统基于灵敏度分析的有限元模型修正方法为基础,提出一种结合小波去噪过程的正则化模型修正损伤识别方法。为改进模型修正方法损伤识别效果,一方面利用有损结构模态与模态噪声的波形在时频域内的差异,以结构有限元模型为基准,对实测模态差进行小波去噪处理,并利用修正后的模态构造目标函数;一方面采用正则化方法改善反问题求解的非适定性。由于从输入数据和求解过程两方面同时改善了结构损伤识别反问题的求解,因此可以有效抑制实测模态参数中噪声的影响,正确识别结构损伤。以连续梁桥模型为例的损伤识别数值模拟表明,所提出方法在保持识别算法鲁棒性、抑制噪声的同时,可有效提高桥梁结构损伤的识别精度。

三、结论 综上所述,现有文献中根据疲劳损伤力学理论基础,利用位移、应变、内力、频率和振型等数据来对整个桥梁结构的损伤状况进行识别评估。但是现有的诸多结构损伤识别手段都没有利用相对比较容易得到的检测数据—桥梁结构的裂缝,来进行损伤识别评估。综合利用各种数据和方法来进行结构损伤识别将提高识别精确率。课程论文选择做桥梁的损伤识别文献综述,一是对此方向较为感兴趣;二是为今后从事桥梁损伤识别的研究奠定基础。

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