参数信息不完备状况下桥梁结构损伤识别方法研究

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1、分类号：U441单位代码：10183研究生学号：201244E043密级：公开吉林大学硕士学位论文（专业学位）参数信息不完备状况下桥梁结构损伤识别方法研究ResearchonDamageIdentificationMethodforBridgeStructureUsingIncompleteParameterInformation作者姓名：许言平类别：工程硕士领域（方向）：交通运输工程指导教师：刘寒冰教授合作导师：付极高工培养单位：交通学院2015年12月——————————————————————————————参数信息不完备状况下桥梁结构损伤识别方法研究————————

2、——————————————————————ResearchonDamageIdentificationMethodforBridgeStructureUsingIncompleteParameterInformation——————————————————————————————作者姓名：许言平领域（方向）：交通运输工程指导教师：刘寒冰教授合作导师：付极高工类别：工程硕士答辩日期：2015年12月05日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍

3、作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限），。。否则应承担侵权的法律责任吉林大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立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，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：曰期＇；年＇之月＾曰摘要摘要参数信息不完备状况下桥梁结构损伤识别方法研究桥梁作为重要的基础设施组成部分，在国家经济、社会发展中起到了不

4、可替代的作用。随着综合国力的不断加强，桥梁建设更是取得了举世瞩目的成就。但是，随着车辆荷载的不断增加与材料劣化的日益加剧，桥梁损伤及失效不可避免。对现役桥梁及旧桥进行健康监测及损伤识别，对保证桥梁的安全运营具有重要的实际意义。基于振动的损伤识别方法是通过动力参数的改变来辨识和识别损伤。然而，损伤识别方法在实际应用中受到测试噪声、测试信息不完备、基准模型缺失等不确定因素的影响，造成损伤识别参数获取不完整，降低了损伤识别结果的可靠性。如何解决参数信息不完备状况下的损伤识别，成为促进桥梁损伤识别方法实际应用的关键。因此，本文针对测试参数误差、信息缺失及基准模型缺失等不确定性状况，

5、基于模糊理论与数据拟合重构技术，提出了具有较强鲁棒性的损伤识别方法。具体开展了以下工作：（1）详细介绍参数信息不完备状况下的桥梁损伤识别研究背景及意义；阐述了传统损伤识别方法在处理不确定问题中的不足。总结了国内外损伤识别研究现状，提出了本文的主要研究内容。（2）阐述了粒子群优化理论与模糊C均值聚类算法的基本原理，提出了粒子群优化模糊C均值聚类算法。考虑到桥梁结构损伤识别指标在相近损伤状态中的相似性，将粒子群优化模糊C均值聚类方法用于结构损伤识别，建立了基于粒子群优化模糊C均值聚类的桥梁损伤识别方法和流程。（3）针对简支梁测试参数误差及部分数据缺失的信息不完备状况，提出了基于

6、粒子群优化模糊C均值聚类算法的损伤识别方法。在原始数据中添加高斯白噪声，以振型数据缺失模拟信息不完备，采用PSO-FCM方法进行损伤识别。损伤识别结果验证了该方法处理参数误差及数据缺失状况损伤识别的有效性和准确性。（4）采用多项式拟合对基准模型均匀荷载面曲率参数进行重构，得到未损伤结构的均匀荷载面曲率值，利用均匀荷载面曲率差进行损伤定位。在损伤定I吉林大学工程硕士学位论文位的基础上，采用PSO-FCM方法确定损伤程度。有限元仿真验证了方法在基准模型缺失下的损伤定位与损伤程度识别的准确性。关键词：桥梁结构；损伤识别；参数信息不完备；PSO-FCM；多项式拟合IIABSTRAC

7、TABSTRACTResearchonDamageIdentificationMethodforBridgeStructureUsingIncompleteParameterInformationBridgeisanimportantpartofinfrastructure,andplaysimportantroleineconomicandsocietydevelopment.Withtheenhancementofcomprehensivenationalstrength,bridgeconstructionh