基于灰色關(guān)聯(lián)理論和遺傳算法的懸索橋損傷識(shí)別研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)工程在服役期內(nèi)，長(zhǎng)期受到靜、動(dòng)態(tài)荷載作用，結(jié)構(gòu)材料遭到大氣環(huán)境的腐蝕和破壞，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)必有損傷發(fā)生。如若結(jié)構(gòu)損傷不能得以發(fā)現(xiàn)并及時(shí)修復(fù)，必然存在著極大的安全隱患。尤其橋梁結(jié)構(gòu)是公路和鐵路的咽喉，一旦發(fā)生破壞造成的損傷和影響是極大的。所以及時(shí)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)橋梁損傷位置及損傷大小，進(jìn)行維修加固并對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)進(jìn)行安全評(píng)估，是當(dāng)下的熱門研究課題，同時(shí)也具有非常重要的研究意義和實(shí)用意義。
　　結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別是橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的重要組成

2、部分，現(xiàn)階段根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)的不同將結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)識(shí)別分為兩大類：即基于靜態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)和基于動(dòng)態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行損傷識(shí)別，利用結(jié)構(gòu)的動(dòng)靜態(tài)參數(shù)的變化來識(shí)別結(jié)構(gòu)的損傷是一個(gè)研究熱點(diǎn)，相比于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，靜態(tài)數(shù)據(jù)易采集且精度較高，對(duì)結(jié)構(gòu)損傷較敏感，因此本文主要是基于靜態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行懸索橋的損傷識(shí)別。
　　本文在系統(tǒng)了解結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法和現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，基于灰色關(guān)聯(lián)理論和遺傳算法兩步法進(jìn)行損傷識(shí)別。通過對(duì)自錨式懸索橋損傷識(shí)別數(shù)值研究證明了該方法有效性。主

3、要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）運(yùn)用Midas有限元軟件建立跨湟水河自錨式懸索橋的有限元模型，進(jìn)行初始平衡狀態(tài)分析。對(duì)于自錨式懸索橋，其易損構(gòu)件為主梁，其損傷后會(huì)對(duì)吊桿產(chǎn)生影響，使吊桿內(nèi)力重新分配。因此在自錨式懸索橋有限元模型中，通過調(diào)整不同吊桿的初拉力改變吊桿力模擬由于主梁損傷引起的吊桿內(nèi)力變化，并提取由此引起的靜態(tài)數(shù)據(jù)位移變化值進(jìn)行損傷識(shí)別；
　?。?）基于灰色關(guān)聯(lián)理論知識(shí)，運(yùn)用靜態(tài)位移曲率置信因子(SDCAC)識(shí)別橋梁損傷

4、發(fā)生位置。根據(jù)損傷前后結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)位移曲率置信因子大小，判斷節(jié)點(diǎn)損傷前后的位移曲率關(guān)聯(lián)度大小，進(jìn)而識(shí)別損傷發(fā)生的位置。通過對(duì)簡(jiǎn)支梁損傷識(shí)別結(jié)果得出該方法對(duì)結(jié)構(gòu)局部位置損傷定位的有效性。十種吊桿力變化工況下湟水河自錨式懸索橋橋跨方向上梁?jiǎn)卧?jié)點(diǎn)SDCAC曲線變化，判斷不同的損傷位置，結(jié)果表明該方法對(duì)于大型復(fù)雜的懸索橋也是有效的。
　　（3）基于遺傳算法知識(shí)，對(duì)基本的遺傳算法進(jìn)行改進(jìn)，采用最優(yōu)保存策略及自適應(yīng)交叉和變異概率，提高遺傳算法的