基于挠度影响线的拱结构损伤识别研究

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4、、、．—产中；中’、’户＇＾：．广州大学硕士学位论文基于挠度影响线的拱结构损伤识别研究专业：建筑与土木工程硕士生：指导教师：摘要桥梁结构的健康状态对于交通运输乃至国民经济发展都有着重要影响，如何实现对桥梁结构损伤部位的定位和损伤程度的判断，以便及时加以修护是当前桥梁健康诊断领域的研究热点。本文针对拱桥结构的拱肋损伤问题进行研究，提出基于挠度影响线原理的损伤识别方法，并对其有效性进行了试验验证，完成的主要研究工作如下：1.对目前国内外常用的几种损伤识别方法包括：模态振型法、柔度矩阵法和固有频率法进行了对比研究。首先介绍各类方法的理论基础，然后采用有限元软件Midas/C

5、ivil建立了单拱结构带损伤的有限元模型，对以上几种既有方法的有效性进行了数值算例验证，并对比分析了几种方法的优缺点。2.介绍了拱结构的变形几何关系和振动理论，研究了挠度影响线法的基本原理，在总结前人研究的基础上，提出了基于拱肋挠度影响线及其一、二阶导数差值的拱结构损伤识别方法，通过数值算例表明，该方法对拱结构损伤敏感，能有效定位损伤和评估损伤程度。此外，本文还利用有限元方法模拟分析了不同加载速度对于损伤识别效果的影响。3.研究了基于挠度影响线损伤识别方法中位移传感器的优化布置方法，利用有效独立法和改进的有效独立法进行不同工况拱结构的测点优化计算，并用Midas数值算例进行了

6、验算。通过与简支梁进行对比发现，与简支梁不同，拱结构1/4跨附近挠度影响线幅值较大，易于测量，能更为有效地识别损伤。4.进行了大量单拱模型的损伤识别试验。在实验室条件下，采用挠度影响线法对不同工况的拱结构进行了损伤识别，并对比分析了不同挠度测点对损伤识别的影响。试验结果表明，挠度影响线二阶导数差能有效定位损伤并判断损伤程度。不同测点的挠度影I基于挠度影响线的拱结构损伤识别响线幅值差异较大，选取合理测点的挠度影响线进行损伤识别为拱结构损伤检测提供了一种新的方法。关键词：拱结构；损伤识别；挠度影响线；有效独立法；试验研究II广州大学硕士学位论文Structuraldamageid

7、entificationbasedondeflectioninfluencelineOfthearchMajor:BuildingandCivilengineeringName:Supervisor:ABSTRACTThehealthstatusofbridgestructurehasanimportantinfluenceonthetransportationandthedevelopmentofthenationaleconomy,itisofgreatsignificancetograspandj