公路梁桥支座的损伤识别方法研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：201421601054河北工业大学硕士学位论文公路梁桥支座的损伤识别方法研究论文作者：陈红霞学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：土木工程指导教师：梁栋职称：教授资助基金项目：天津市交通运输委员会科技发展项目计划（No.2016A-07）石家庄市交通运输局科技项目（No.2015016）DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofCivilEngineeringRESEARCHONDAMAGEDETE

2、CTIONOFBRIDGEBEARINGSbyChenHongxiaSupervisor:Prof.LiangDongDecember2016ThisworksupportedbyTianjinMunicipleTransportationCommissionScienceDevelopmentproject.No.2016A-07andShijiazhuangTransportationDepartmentofScienceandTechnologyproject.No.2015016原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文

3、，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全

4、部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要构件，它的工作状态关乎桥梁结构的使用安全。板式橡胶支座因其自身优点，诸如构造简单、用钢量少、成本低廉、安装方便等，在中小跨径的公路桥梁中随处可见。但是环境侵蚀、材料老化和后期运营等因素的影响，支座损伤也相当普遍，一旦脱空更将会改变结构整体的受力状态，使主梁受损，降低桥梁的使用寿命。很多新建公路梁桥的宽跨比都

5、比较大，甚至接近1.0，因此低阶二维模态大量出现。在确定支座损伤时，若只是考虑梁体沿纵轴线的一维模态，则必然带来较大的误差，甚至引起误判。因此传统的损伤识别方法对于桥梁支座的识别有一定的局限性，难以精确地识别出支座的损伤位置和程度。基于此，本文以二维模态为基础，来解决公路梁桥的支座损伤判定问题。将横向连接刚度较大的梁简化为板，从板的频率和振型等振动特性出发，重点研究了自振频率改变率、高斯曲率模态相关系数，对比分析确定了高斯曲率模态相关系数作为损伤识别指标用于确定支座损伤位置，在此基础上采用神经网络对支座损伤程度进行识别，从而提

6、出了一种基于高斯曲率模态相关系数和BP神经网络来判断公路梁桥的支座损伤判定方法。首先，进行室内试验，用薄板模拟简支梁，并建立有限元模型，通过理论与实测数据的对比分析探究该方法用于简支梁支座识别的准确性和可行性。并通过实桥试验验证了该方法的可行性。其次，以实际工程为例，建立连续梁有限元模型进行数值分析，并通过模态试验进行验证，从而对连续梁桥支座损伤的量化分析进行进一步研究。理论与试验研究相互结合，证明了该方法用于公路梁桥支座损伤识别的可行性和有效性。损伤支座处的高斯曲率模态相关性系数与其它支座位置处的差异明显，可实现损伤定位，且

7、支座损伤越严重，相关系数下降越多。利用BP神经网络可有效识别出支座损伤程度。关键词：支座损伤桥梁支座损伤识别高斯曲率模态相关系数BP神经网络IABSTRACTBridgebearingsareimportantmemberforconnectingsuperstructureandsubstructure,whichrunningconditionisrelatedtothesafetyofbridge.Laminatedrubberbearingsarewidelyusedinsmallandmediumspanhighwa

8、ybridgeswiththeadvantagesofsimplestructure,easymanufacture,lesssteelconsumption,lowcostandconvenientinstallation,etc.However,thebearingdam