基于应变模态的城市桥梁损伤识别的定量化研究

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1、摘要摘要中国许多大城市的公路桥梁系统由于建造时间长久、环境侵蚀、不利荷载等原因已经产生了一定程度的损坏。从安全和节约建设成本的角度考虑，及时掌握损伤信息并作出处理决策，对于一个城市的运营和未来的发展有着积极的意义。本文结合北京市自然科学基金重点项目——北京市公路桥梁损伤识别与维护智能决策技术的研究，着眼于目前一种较为理想的损伤识别参数——应变模态在公路桥梁损伤识别中的应用研究。应变模态是一种能反映结构局部特征变化的模态参数，对结构局部变化的敏感性高于振型和频率。理论上，结构的局部裂缝或损伤必然会导致结构局部刚度降低，从而使应变在损伤处发生集中，应变模态振型数值发生突变。根

2、据这一原理，运用应变模态数据可以检测出结构的损伤。本文对应交模态曲线尖峰的分析，提出来了识别相对损伤程度的方法，并结合单元刚度修正法提出了结构绝对损伤程度的识别方法，并将这种方法集成于自编的识别软件中，界面简洁，操作简单，便于工程应用。本文主要工作有以下几个方面：1建立了更加完善的研究模型，有限元分析中将混凝土与钢筋采用不同的单元加以模拟，代替传统的整体式模型，更符合工程实际情况；2提出了应变模态曲线尖峰突起程度的概念和计算方法，用以识别相对损伤程度，得到良好的效果；3提出了基于应变模态振型和单元刚度修正法的绝对损伤程度的识别方法，并用多种工况下的损伤桥梁进行识别验证，得

3、到理想的效果；4开发研制基于本文方法的梁式结构的损伤识别软件，使损伤定位与定量的检测软件化。5建立了实际工程的有限元模型，进行损伤位置与损伤程度的识别，验证本文的方法在实际工程中的可行性和准确性。关键词：桥梁；应变模态；单元刚度修正；损伤识别；损伤程度；损伤识别软件北京工业大学工学硕士学位论文ABSTRACTnewholehi曲waybridgesystemsincmnahavecertaindamagesforpoornaturalcon删ons，longhistoⅨoverload．Accordillgtosafetya11deconom*itisquneVaIuab

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