基于车激索力响应的斜拉桥主梁损伤识别研究

《基于车激索力响应的斜拉桥主梁损伤识别研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、密级：公开ＳＨｙｉＡＺＨＵＡＮＧＴＩＥＤＡＯＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ工学硕ｉｔ学位论文基于车激索力响应的斜拉桥主梁损伤识别研究＊Ｄａｍａｅ－Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｎ化６ＧｉｒｄｅｒｏｆＣａｂｌｅｓｔａｅｄＢｉｉｄｅｇｙｇＢａｓｅｄｏｎＣａｂｌｅＦｏｒｃｅＲｅｓｏｎｓｅＥｘｃｈｅｄｂＶｅｈｉｃｌｅｐｙ培养单位：工程力学系专业：工程力学巧究生：彭沉彬指导教师：李延强教授．二〇—五年一月独创性声明本人声明所呈交的论文逞我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我巧知，除了文中特别加＾心标注

2、和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。足抑！Ｂ期＜、。＇签名：赴：＾５｜关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阀，同意学校将论文加入《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可＾＾＾采用影印、缩印或其

3、他复制手段保存论文，可＾／公布论文的全部或部分内容。（保密的论文在解密后应遵守此规定）Ｉ心作者签名：处地日期：从导师签名日期：＞／．１２．少密级：公开工学硕士学位论文基于车激索力响应的斜拉桥主梁损伤识别研究DamageDetectionontheGirderofCable-stayedBridgeBasedonCableForceResponseExcitedbyVehicle培养单培养单位培养单位位位：：：：工程力学系工程力学系专专专业业业：业：：：工工工工程程程力力力学学学研究生生生：生：：：彭彭沉彬指导教指导教师指导教师师师：：：：李延李延李延强李

4、延强强强教授教授二二二○二○○○一五年一一五年一一五年一月一五年一月月月摘要摘要斜拉桥由于其造型美观，跨越能力大等优点，而在工程中得到广泛的应用。但随着服役时间的增加，环境侵蚀，车辆超载等因素的作用，斜拉桥将不可避免地出现各种损伤，影响桥梁结构的使用性能和安全性能，甚至可能造成不可挽回的经济损失。因此，及早的对桥梁进行损伤识别并采取相应的措施，对国民经济和人民的生命财产安全具有重大的社会价值和经济意义。本文从解决斜拉桥主梁损伤识别的角度出发，提出了基于车激索力响应与灵敏度分析相结合的斜拉桥主梁损伤识别方法。主要研究工作如下：(1)基于车桥耦合振动理论，建立了损伤状态下斜拉桥—车

5、辆耦合振动方程，采用数值方法对车辆荷载激励下斜拉索的索力响应进行了分析。通过分析不同损伤工况对索力响应的影响，得到索力响应随损伤工况的变化规律。(2)基于灵敏度分析理论，探讨了一种基于车激索力响应与灵敏度分析相结合的斜拉桥主梁损伤识别方法。以主梁刚度折减为损伤因子，利用有限差分法构造了汽车过桥时引起的索力响应对损伤因子的灵敏度矩阵，并建立灵敏度方程，采用Tikhonov正则化方法求解该方程，得到主梁的损伤因子，从而实现了对斜拉桥主梁的损伤识别。以实验室独塔斜拉索模型为研究对象，进行了数值仿真，结果表明：该方法可以准确识别斜拉桥主梁的单一损伤和多位置损伤，迭代收敛速度快，识别精度

6、高。(3)探讨了不同∆α取值、不同索力响应、车辆参数、噪声等因素对主梁损伤识别结果的影响。结果表明：不同索力响应对识别结果无影响，可根据任意一根斜拉索的车激索力响应准确地识别主梁的各类损伤；所提方法的识别结果对车辆参数（车辆的速度、质量、悬挂刚度等）不敏感，可以采用不同参数的车辆激励下的索力响应对主梁损伤进行识别，适用性较强；噪声干扰对该方法的损伤识别效果影响较大，提高索力测量精度能够保证识别结果的正确率。关键词：斜拉桥；损伤识别；车致振动；索力响应；灵敏度分析AbstractAbstractThecable-stayedbridgehasbeenwidelyusedineng

7、ineeringforitsadvantagessuchasaestheticappealandspanningcapacity.Withtheincreaseofservicetime,damageforcable-stayedbridgewillbeappearedbecauseoftheeffectofenvironmentalerosion,overloadedvehicleandsoon,andthosedamagemayaffecttheperformanceandsafetyo