基于小波分析的跨海大桥斜拉索风致损伤识别

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1、基于小波分析的跨海大桥斜拉索风致损伤识别郭健徐洪东江定宇赵钦孙炳楠浙江工业大学建筑工程学院浙江大学建筑工程学院摘要：海域环境下服役的斜拉索要承受强台风、环境腐蚀、重车过桥和温度效应等破坏荷载的作用，可能出现损伤破坏，降低拉索的强度和服役寿命•因此，如何有效快速地识别斜拉索是否发生了损伤，进一步识别出哪根索出现了损伤，这对于桥梁运营养护获得第一手的构件损伤信息是十分重要的.以浙江舟山跨海大桥中的金塘大桥为工程背景，建立了风荷载作用下的斜拉桥数值模型，基于小波分析方法研究了斜拉索损伤对桥面加速度测试信号的敏感性，实现了斜拉索损伤时刻的识别;构建了一种多尺度的损伤指标和损伤位

2、置识别方法，进行了斜拉索损伤位置的识别，并分析验证了这种损伤识别方法的有效性和适用性.关键词：跨海人桥;斜拉索;小波分析;风致损伤识别;损伤指标;作者简介：郭健(1973—),男，甘肃兰州人，教授级高级工程师，博士，研究方向为桥梁工程，E-mail:Guoj@zjut.edu.cn.收稿日期：2017-06-26基金：国家自然科学基金资助项目(50808160,51578506)Wind-induceddamageidentificationforstayedcablesofcross-seabridgesbasedonwaveletanalysisGUOJianXUH

3、ongdongJIANGDingyuZHAOQinSUNBingnanCollegeofCivilEngineeringandArchitecture,ZhejiangUniversityofTechnology;CollegeofCivilEngineeringandArchitecture,ZhejiangUniversity;Abstract：Staycdcablesinseaenvironmentshavetobearstrongtyphoon，environmentalcorrosion,heavyvehicles,temperatureeffects,and

4、otherfailureloads.Asaresult,damagemayoccurandthestrengthandservicelifeofcablesstructureswillreduce.Therefore,itisveryimportanttoeffectivelyfindthedeimageoccurredincablesandtoidentifythedamagecablefortheoperationandmaintcnanceofbridges.Anumericalmodelofcable-stayedbridgesunderwindloadsise

5、stablishedbasedontheJintangbridgeinZhoushanZhejiang.Basedonthewaveletanalysismethod,thesensitivityofcable-stayeddamagetotheaccelerationtestsignalofbridgedecksisstudiedandthedamagemomentisidentified.Amulti-scaledamageindexisproposedforidentifyingthedamagelocationsofcables.Thevalidityandap

6、plicabilityofthedamageidentificationmethodareverifiedandanalyzed.Keyword：cross-seabridge;stayedcables;weiveletanalysis;wind-indeceddamageidentification;doniEigcindex;Received：2017-06-26跨海桥梁中经常采用大跨度斜拉桥的结构形式in•如东海大桥、杭州湾跨海大桥和舟山连岛工程金塘大桥的主通航孔都采用了斜拉桥•从结构易损性分析的角度岀发，海域环境下服役的斜拉桥要承受强台风、环境腐蚀、重车过桥和温

7、度效应等破坏荷载的作用，斜拉索在复杂海域环境下将是易损构件，受到的损伤可能为索内钢丝疲劳断丝、索锚处损伤si.这些损伤将降低结构的刚度和强度，从而引起更大的结构损伤积累，损伤积累到一定程度将可能导致结构的突发性失效童1,如广州海印大桥的断索就造成桥梁进行换索•因此，斜拉索的损伤识别在跨海斜拉桥的运营中尤为重要，目前斜拉索损伤识别的研究方法，主要有：i）基于动力指纹的分析方法•如Thabit等回以索振频率对损伤的皱感性來识别斜拉索损伤，但这种基于动力指纹分析方法的定位能力尚有不足之处;2）基于人工智能的分析方法.如Arangio等口1通过贝