大跨鋼管混凝土拱橋的靜動(dòng)力試驗(yàn)及結(jié)構(gòu)識(shí)別研究.pdf

1、模型修正與參數(shù)識(shí)別隸屬于結(jié)構(gòu)識(shí)別范疇，依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)完成復(fù)雜結(jié)構(gòu)有限元模型的參數(shù)識(shí)別，對(duì)其工作狀況評(píng)估與健康監(jiān)測(cè)具有重要意義。大跨度拱橋結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性導(dǎo)致其真實(shí)結(jié)構(gòu)中存在較多的認(rèn)知不確定性，因而有限元模型中普遍存在不確定性參數(shù)。本文通過(guò)兩種方法運(yùn)用試驗(yàn)數(shù)據(jù)完成了結(jié)構(gòu)中的不確定性參數(shù)的識(shí)別研究。第一種方法是基于傳統(tǒng)的靈敏度分析篩選重要不確定性參數(shù)，通過(guò)目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)化方法完成模型校驗(yàn)。第二種方法是基于誤差的概率分析，通過(guò)一組隨機(jī)抽樣形成的模型群

2、對(duì)真實(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬，以一組模型的后驗(yàn)概率依據(jù)參數(shù)估計(jì)的方法完成結(jié)構(gòu)識(shí)別。主要研究?jī)?nèi)容概述如下:
　　(1)總結(jié)了一座大跨度拱橋現(xiàn)場(chǎng)靜動(dòng)力試驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)線(xiàn)型觀測(cè)結(jié)果明確了設(shè)計(jì)資料對(duì)于結(jié)構(gòu)識(shí)別的可靠性。通過(guò)精確的現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)指導(dǎo)結(jié)構(gòu)的精細(xì)建模，消除了有限元模擬的幾何誤差。提取了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為后續(xù)識(shí)別過(guò)程提供支持。
　　(2)對(duì)拱橋的橋面與鋼拱在豎向與橫向兩個(gè)方向上分別進(jìn)行了工作模態(tài)分析，對(duì)比了不同分析方法以及數(shù)據(jù)前處理方法對(duì)于模態(tài)

3、參數(shù)識(shí)別結(jié)果的影響。在復(fù)模態(tài)指示函數(shù)方法的識(shí)別中，分別使用不同子結(jié)構(gòu)測(cè)試中的參考點(diǎn)數(shù)據(jù)識(shí)別了模態(tài)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)形成整體的結(jié)構(gòu)的頻響函數(shù)時(shí)，使用不同的自譜輸入可能會(huì)導(dǎo)致虛假模態(tài)的識(shí)別。此外，本文通過(guò)不同構(gòu)件的模態(tài)分析結(jié)果驗(yàn)證了大跨度拱橋不同構(gòu)件振動(dòng)時(shí)的空間模態(tài)耦合現(xiàn)象。
　　(3)通過(guò)目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)化方法識(shí)別了有限元模型中的明顯不確定性參數(shù)。為了避免傳統(tǒng)優(yōu)化方法在復(fù)雜問(wèn)題求解中陷入局部最優(yōu)的弊端，提出了參數(shù)識(shí)別的遺傳算法。在驗(yàn)證數(shù)值仿真模