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1、大型桥梁结构的损害鉴别方案研究-->第1章绪论1.1选题的工程背景及其实际意义近年来,桥梁建设发展突飞猛进。铁道部和交通部和铁道都提出交通建设要实现技术创新的跨越式发展,桥梁建设从最初期简单积累、模仿,到如今已经进入到跨越式发展阶段。桥梁建设向“更长、更高、更轻”的趋势发展,很多大跨度桥梁都采用了结合结构以应对这一需求。桥梁结构作为大型土木工程结构,在荷载作用、疲劳与材料老化、腐烛效应的情况下不可避免地产生损伤累积、抵抗力衰退,从而减少结构的使用寿命,甚至导致突发事。根据有关资料显示⑴,我国约有30
2、%以上的在役结构存在不同程度的损伤,很多结构损伤均较严重,若不采取措施,在未来几十年,我国因为安全度过低而退役的结构将超过50%。而且,由于这些损伤使得结构的维修费用越来越高,如果预知出结构的损伤状况,就能及时维护,减少灾难的发生,从而还能降低维修费用。桥梁破坏和功能退化是由多方面的因素引起的[2],比如人为因素(劣质工程)。然而大部分桥梁的破坏是自然因素引起的。最近几年,国内发生的几起大桥破坏事故在几乎都是由于构件疲劳和监测养护措施不足,从而严重影响构件的承重能力和结构的使用,进而导致事故的发生。
3、理论研究和经验都表明,加强建设期间和成桥后服役过程中的结构状态检测、损伤检测,加强结构的承载能力、运营状态分析与预警,适时维护,可以有效的避免灾难性事故的发生。为保证桥梁结构的安全,通过安全监测[3]系统发现桥梁早期的隐患,能够大幅度的减少桥梁的维修费用,避免造成重大的经济损失。准确的对桥梁损伤结构进行定位以及损伤程度的分析至关重要。1.2健康监测与损伤识别综述1.2.1健康监测论述理想的健康监测系统应具备下述特点:(1)能够在早期发现结构损伤的出现,在结构严重损坏之前能够及时预警,提醒管理者进行维
4、修或釆取必要的加固措施,避免事故发生,这就要求损伤评估具备实时性。(2)健康监测系统应具备自动化的特性。这样不仅可以节省大量的人力,还可以提高工作效率,方便桥梁结构进行智能评估和诊断。(3)健康监测系统通常需要采集大量数据,有必要建立一个专门的数据库管理中心,从而实现数据共享。结构健康监测主要从下面四个方面对结构进行评估:(1)判别损伤是否发生;(2)判定损伤位置;(3)评估损伤程度;(4)对结构状态进行评估。理想的健康监测系统最好能及时发现结构损伤的发生,确定损伤的位置,判别损伤程度,预测结构剩余
5、的寿命,并进行有效的加固。对结构的关键载荷部位,尤其是人们无法直接检测的易损区域,应该要连续能够线的健康监测和自动报警。结构检测可以分为结构损伤检测和结构性态检测。结构损伤检测根据不同的分类依据主要有以下两大类分类方法:一是根据检测范围的不同分为局部检测方法[6]和全局检测方法[7];—是根据利用结构特性的不同分为静态检测方法和动力检测方法。1.2.2基于结构特性检測方法综述1.静态检测法静态结构检测方法[8]是通过直接测量构件的尺寸、材料的强度和弹性模量,进行结构分析以及确定结构的状态与可靠水平的
6、方法。许多种局部无损检测方法[9]主要有:外观检查、祸流磁粉、超声波、红外检测、染色法、微波法、热力法、同位素法、自然电位法、磁场摄动法、硬度测试法、泄露测定法等。第2章损伤识别的若干方法研究2.1损伤识别的概念损伤的定义为:自然的或人造的系统中任何有意或无意的变化,这些变化会影响系统当前或将来的性能。结构损伤识别本质上属于反问题。反问题在不同学科的表述不完全一致,但其基本思想是一致的。反问题[27,28]是相对于正问题而言的。反问题(inverseproblems或backs)一词,自然科学、社会
7、科学和工程中已广为使用。一般定义由原因推出结果顺方向的问题为直接问题(directproblems,fors);反问题刚好相反,指由结果来推测原因,或由系统的输出来求输入的问题。第3章某长江大桥危险性评估及仿真分析.............383.1大桥简介.............383.2长江大桥正桥危险性分析.............393.3长江大桥有限元模拟及振动分析.............443.3.1该长江大桥仿真模型的建立.............443.3.2该长江大桥的振动分析
8、.............53.4大桥的损伤识别.............483.4.1损伤识别的参数选择.............483.4.2大桥损伤位置及程度的识别.............503.4.3BP神经网络性能评价.............573.5本章小结.............58第4章总结与展望.............594.1全文工作总结.............594.2展望.............59总结本文通过国内外损伤识别相关文献
