基于小波分析和移動(dòng)荷載作用的連續(xù)梁橋損傷識(shí)別研究.pdf

1、橋梁工程在運(yùn)營(yíng)過程中，往往會(huì)因各種損傷病害而影響橋梁的安全和行車的舒適性，為此對(duì)橋梁損傷進(jìn)行及時(shí)的診斷和處理是十分必要的。但一些傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)方法，存在各種缺陷，比如需要中斷交通，布置大量傳感器以及檢測(cè)診斷過程復(fù)雜等。基于運(yùn)營(yíng)荷載下橋梁動(dòng)力響應(yīng)的檢測(cè)方法解決了上述不足，但目前僅在簡(jiǎn)支梁橋等簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)中的研究較多，而在連續(xù)梁橋等多跨復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的研究較少。為此，本文以連續(xù)梁橋?yàn)榉治鰧?duì)象，采用移動(dòng)荷載作為激勵(lì)，對(duì)基于移動(dòng)荷載下動(dòng)力響應(yīng)和連續(xù)

2、小波變換的連續(xù)梁橋損傷指標(biāo)和識(shí)別方法進(jìn)行了深入研究，分析研究結(jié)果表明所提出的損傷指標(biāo)和損傷識(shí)別方法具有很好的識(shí)別效果。本文的主要研究?jī)?nèi)容和成果包括以下四個(gè)方面：
　　1.針對(duì)傳統(tǒng)橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法的不足，重點(diǎn)分析了基于移動(dòng)荷載作用的橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法，并對(duì)連續(xù)梁橋損傷識(shí)別的研究歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)和歸納。
　　2.從理論上推導(dǎo)了移動(dòng)荷載作用下無(wú)損傷和有損傷兩跨連續(xù)梁的跨中動(dòng)力響應(yīng)，從理論上說明了任一跨的結(jié)構(gòu)損傷對(duì)結(jié)構(gòu)其他

3、跨的響應(yīng)都有影響，并給出了其影響程度，說明了通過連續(xù)梁橋任意跨的響應(yīng)進(jìn)行損傷識(shí)別的可行性。
　　3.提出了基于橋梁結(jié)構(gòu)任一點(diǎn)加速度響應(yīng)差的連續(xù)梁橋損傷識(shí)別方法。具體方法為：采集得到無(wú)損傷和有損傷連續(xù)梁橋在移動(dòng)荷載下某點(diǎn)的加速度時(shí)程，然后對(duì)加速度差值進(jìn)行連續(xù)小波變換，利用小波變換系數(shù)峰值識(shí)別損傷位置，并對(duì)損傷程度進(jìn)行估計(jì)。通過三跨變截面連續(xù)梁橋數(shù)值模擬驗(yàn)證了方法的有效性，分別研究了多處損傷、移動(dòng)荷載速度、損傷程度以及噪聲對(duì)損傷識(shí)別效

4、果的影響。研究結(jié)果表明損傷識(shí)別方法受荷載移動(dòng)速度影響較大，在約40km/h速度下、低于5％噪聲水平時(shí)可以準(zhǔn)確識(shí)別出各損傷位置。
　　4.對(duì)連續(xù)梁橋的加速度響應(yīng)求對(duì)數(shù)能量，再利用小波包對(duì)其進(jìn)行分解和重構(gòu)，提出了對(duì)數(shù)加速度能量差小波包樣本熵（SPLE）結(jié)構(gòu)損傷指標(biāo)。也通過三跨變截面連續(xù)梁橋數(shù)值模擬驗(yàn)證了方法的有效性，利用SPLE損傷指標(biāo)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)損傷位置和程度進(jìn)行識(shí)別，并分析了SPLE損傷指標(biāo)的噪聲魯棒性。分析結(jié)果表明，SPLE指標(biāo)不