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钢管混凝土拱桥的损伤识别研究

钢管混凝土拱桥在使用过程中,由于种种原因可能会发生不同程度的损伤、开裂或老化,从而埋下事故隐患。为了确保人民生命财产安全,快速有效的识别出钢管混凝土拱桥结构可能发生损伤的部位和损伤程度,及时掌握桥梁的健康状况,是当前桥梁工程研究领域的热点问题,开展钢管混凝土拱桥损伤识别的研究,具有重要的理论意义和实用价值。由于结构的动力特性和结构参数直接相关,结构的损伤将引起相应动力特性的改变,因此,如果能够建立结构动力特性与结构损伤之间的映射关系,则可以利用结构振动测试信息来实现结构的损伤判别。按照采用数据和识别原理的不同,大致可以分为基于频率的方法、基于振型的方法、基于柔度的方法等,但是这些方法大多是对简单结构的损伤诊断研究,对于像钢管混凝土拱桥这种复杂的结构,目前尚缺少有效的方法。本文以沈阳的长青大桥为工程背景,围绕工程结构损伤的课题,分别介绍了几种基于结构动力特性的损伤识别方法和神经网络方法,并数值模拟了长青桥进行损伤识别研究。文章首先  (本文共86页) 本文目录 | 阅读全文>>

郑州大学
郑州大学

中、下承式钢管混凝土拱桥损伤识别关键问题研究

中、下承式钢管混凝土拱桥是一种新兴的桥型,应用广泛。但近年来国内外出现了多起中、下承式钢管混凝土拱桥垮塌事故,造成了较大的人员伤亡和经济损失。据统计大多数事故产生的主要原因是吊杆的锚固失效或吊杆锈蚀断裂。由于桥梁的突发事故与其健康状态有关,因此若能对桥梁的损伤程度和健康状态进行识别与评估,多数事故是可以避免的。中、下承式钢管混凝土拱桥中比较容易发生且对结构安全造成隐患的损伤主要包括吊杆、横梁、系杆等构件的损伤,因此,吊杆、横梁、系杆等构件的损伤识别是中、下承式钢管混凝土拱桥损伤识别研究中的关键问题。本文针对中、下承式钢管混凝土拱桥损伤识别问题进行研究,取得的主要研究成果如下:1)针对横梁、系杆梁等梁类结构,提出了基于频率和振型摄动的结构损伤识别方法。在进行损伤识别时,先通过振型的变化分别建立损伤初定方程和损伤确定方程,运用振型摄动求解损伤单元位置和损伤程度,再运用频率摄动方程进行损伤校核,以确保损伤识别结果的唯一性和准确性,有效...  (本文共139页) 本文目录 | 阅读全文>>

汕头大学
汕头大学

钢管混凝土模型桥的试验模态分析及损伤识别算法研究

钢管混凝土拱桥在服役中,由于种种原因可能会发生裂缝、老化或锈蚀等,从而埋下事故隐患。为了确保生命财产安全,研究钢管混凝土拱桥的振动特性(频率、振型等),快速有效的识别出结构可能发生损伤的部位,及时掌握结构的健康状况,是当前健康监测领域研究的热点问题。由于结构的动力特性和其物理参数直接相关,结构的损伤将引起相应动特性的改变。因此,如果能够建立结构动力特性与其损伤之间的映射关系,则可以利用结构振动测试信息来实现对结构损伤的判别。本文首先对模态参数识别技术的特征系统实现算法(ERA)和自然激励技术(NExT)做了简单的介绍,然后针对汕头市光华桥的试验模型进行了振动测试,获得桥面板和拱肋的振动响应,利用NExT和ERA进行模态参数识别,并与有限元分析结果进行比较,分析了误差可能产生的原因,对模型需要修正地参数给出了一些建议。本文重点研究了结构的损伤识别算法,提出了一种新的基于信号处理技术的损伤识别方法-传动函数损伤识别法。与以往文献中提...  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>

长安大学
长安大学

组合吊杆钢管混凝土系杆拱桥损伤识别研究

钢管混凝土拱桥在中国发展迅猛,但随着时间的推移,在多重因素作用下,钢管混凝土拱桥病害时有发生,因此针对钢管混凝土拱桥的损伤识别成为工程技术人员面临的一个重要问题。本文针对组合吊杆钢管混凝土系杆拱桥,结合依托工程,基于桥梁结构动力学基本理论,借助BP神经网络理论,对未损伤结构及损伤结构的动力指纹,如频率、振型以及曲率进行计算分析,并创建BP神经网络,对组合吊杆钢管混凝土系杆拱桥进行损伤识别。本文主要研究内容如下:(1)基于国内外关于桥梁结构损伤识别的研究成果,分析了桥梁损伤识别存在的问题,确定了本文的研究内容,明确了所采用的研究方法及技术路线。(2)针对国内外进行桥梁损伤识别时常采用的动力指纹,结合动力指纹桥梁结构损伤识别的计算理论和分析方法,明确了各个动力指纹的特点和适用性。结合已有研究成果的归纳分析,推荐了适用组合吊杆钢管混凝土系杆拱桥结构损伤识别的动力指纹。基于BP神经网络理论,确定采用BP神经网络进行桥梁结构损伤识别的步骤...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京工业大学
北京工业大学

钢管混凝土拱桥健康监测系统研究

钢管混凝土拱桥以其造型优美、受力明确等特点越来越受到设计师的青睐,并已在交通领域占据了重要地位。随着运营时间的增长,很多钢管混凝土拱桥都或多或少的出现了损伤,如果不能及时发现这些损伤,一旦发生破坏,将有可能导致重大的工程事故,造成严重的社会影响和经济损失。目前,越来越多的大型桥梁建立了健康监测系统,以及时、有效的发现桥梁结构的病害并迅速做出处治。针对这一情况,本文以一座钢管混凝土拱桥为工程背景,研究分析了钢管混凝土拱桥健康监测方面的几个问题。主要的研究工作及成果包括如下几个方面。(1)钢管混凝土拱桥健康监测方案、传感器布设及健康监测系统的集成。基于通顺路大桥的设计文件及工程实际,分析该桥的静动力性能后,完成健康监测方案的制定,并根据传感器优化布置的方法完成了所有传感器的布设,对健康监测系统进行了集成,得以实时的完成对通顺路大桥的监测;(2)钢管混凝土拱桥基于环境激励的模态参数识别方法。基于已建成的健康监测系统,选取一段实测数据,...  (本文共95页) 本文目录 | 阅读全文>>

郑州大学
郑州大学

钢管混凝土拱桥健康监测系统研究

随着钢管混凝土拱桥数目的增加和各种问题的出现,钢管混凝土拱桥健康监测系统近些年来已经成为土木工程领域内研究的一个热点问题。传感器的优化布置和结构的损伤识别是该系统的核心问题。在理论方面本文针对钢管混凝土拱桥的结构特点及行为特征,对钢管混凝土拱桥健康监测系统中传感器的优化布置和损伤识别问题进行了探讨,主要内容如下所示:首先本文回顾了桥梁健康监测系统的组成、发展现状及钢管混凝土拱桥健康监测系统的情况。对安阳市文峰立交桥的主桥利用大型通用有限元分析软件ANSYS建模分析,主要进行了静力分析,模态分析和瞬态动力分析。其次,介绍了几种常见的传感器优化布设方法及优化布设准则,并在模态分析的基础上,利用MATLAB程序的自动搜索迭代功能编程,基于MAC矩阵,对桥面的加速度传感器进行了优化布设。最后,对结构损伤识别方法进行了总结,将安阳文峰立交桥瞬态动力分析后得到的加速度数据,利用MATLAB编程,进行FFT变换后得到对应的频率,将此数据与实测...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>