基于结构动力特性对桥梁进行损伤识别研究

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1、分类号:U4410710-2014521225专业硕士学位论文基于结构动力特性对桥梁进行损伤识别研究郁万江导师姓名职称郝宪武教授专业学位类别申请学位类别工程硕士交通运输工程及领域名称论文提交日期2018年4月25日论文答辩日期2018年5月31日学位授予单位长安大学DamageidentificationofBridgesBasedonstructuraldynamiccharacteristicsAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YuWanjiangSupe

2、rvisor：HaoXianwuChang’anUniversity,Xi’an,China摘要近年来我国经济得到了快速发展，交通事业也得到了飞速发展，同时在我们的工作生活中占据着越来越重要的位置，同时修建了众多的桥梁，桥梁不可避免的发挥着重要作用，桥梁的安全使用更是关乎着人民的生命安全以及财产安全。桥梁结构健康状态对其运营的安全性影响很大，为了保证桥梁在运行期间的安全运行，所以对于桥梁结构的健康损伤识别就显得尤为重要，对其研究分析具有很高的理论意义以及实用价值。本文阐述了神经网络损伤识别方法的特点和应用背景，另外通

3、过Midas有限元软件建立了简支梁桥单处不同程度损伤模型和连续梁桥多处位置不同程度的损伤模型，对于模型进行模态分析，提取结构的模态参数并进行处理对其进行损伤识别。分析结果表明，频率参数例如：频率变化、频率变化比、频率变化平方比、正则化频率变化率对于简支梁桥单处损伤均可以很好的判断出损伤位置。曲率参数例如：曲率模态值、曲率模态差、曲率模态变化率不仅可以针对简支梁桥损伤识别具有很好的敏感性而且还可以针对连续梁桥多处位置损伤的情况进行损伤识别。在有限元分析中简支梁桥模型选用矩形截面，通过Midas建立有限元模型，然后对建立

4、的简支梁模型进行模态分析，模态分析之后提取前五阶频率以及阵型。针对不同损伤位置不同损伤程度进行单处损伤分析，根据频率参数损伤识别进行损伤识别。然后通过曲率模态参数提取无损和损伤工况下的前五阶模态参数进行分析。另外利用曲率模态参数对于三跨连续箱型梁桥多处损伤进行损伤定位。关键词：损伤识别；动力特性；频率；曲率模态；IAbstractInrecentyears,China’seconomyhasdevelopedrapidly,andthetransportationindustryhasalsodevelopedrap

5、idly.Atthesametime,ithasoccupiedanincreasinglyimportantpositioninourworkandlife.Atthesametime,manybridgeshavebeenbuilt,andbridgesinevitablyplayanimportantrole.Thesafeuseisrelatedtopeople'slifesafetyandpropertysafety.Thehealthstatusofthebridgestructurehasgreatin

6、fluenceonthesafetyofitsoperation,soitisparticularlyimportantforthehealthdamageidentificationofthebridgestructure.Itsresearchanalysishasahightheoreticalsignificanceandpracticalvalue.Thispaperdescribesthecharacteristicsandapplicationbackgroundoftheneuralnetworkda

7、mageidentificationmethod.Inaddition,asingledamagemodelwithdifferentdegreesforsimplesupportedbeambridgesanddifferentdegreesofdamagemodelsforcontinuousbeambridgesareestablishedthroughMidasfiniteelementsoftware.Analyze,extractmodalparametersofthestructureandproces

8、sitfordamageidentification.Theanalysisresultsshowthatthefrequencyparameterssuchasfrequencychange,frequencychangeratio,frequencychangesquarerate,andregularizedfrequencychange