基于子结构模态综合法识别桥面板柔度的理论和试验研究

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1、学校代号10532学号S12011192分类号TU317+.1密级公开硕士学位论文基于子结构模态综合法识别桥面板柔度的理论和试验研究学位申请人姓名蒋运忠培养单位土木工程学院导师姓名及职称周云副教授易伟建教授学科专业结构工程研究方向结构识别与损伤诊断论文提交日期2015年6月2日学校代号：10532学号：S12011192密级：公开湖南大学硕士学位论文基于子结构模态综合法识别桥面板柔度的理论和试验研究国家自然科学基金青年基金(51208190)资助教育部高校博士点基金青年基金(20120161120028)资助湖南省自然科学基金(12554053

2、)资助湖南省优秀青年骨干教师培养计划资助湖南大学青年教师成长计划资助学位申请人姓名：蒋运忠导师姓名及职称：周云副教授易伟建教授培养单位：土木工程学院专业名称：结构工程论文提交日期：2015年6月2日论文答辩日期：2015年6月5日答辩委员会主席：李正农教授Sub-structuralmodalflexibilityintegrationtheoryandexperimentresearchforbridgedeckidentificationbyJIANGYunzhongB.E.(SouthwestUniversity)2012Athesiss

3、ubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinStructuralEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorAssociateProfessorZHOUYun,ProfessorYIWeijianJune,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取巧曲研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本

4、论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。＾作者签名日期：於仪年月日？学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保。留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权湖南大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检＾索，可＾＾１采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１□。、保密

5、，在年解密后适用本授权书２、不保密口。＂＂请在Ｗ上相应方框内打Ｖ（）冶政扛店作者签名：０期：年月／日导师签名：／谷月：日期＞了年日＾基于子结构模态综合法识别桥面板柔度的理论和试验研究摘要钢-混凝土组合结构是桥梁结构中的一种常见形式，对其进行结构识别研究有着重要的意义。本文在总结之前研究成果的基础上，对一块实验室钢-混凝土组合桥面板和一座钢-混凝土组合结构桥梁进行静动载试验及子结构模态柔度识别研究。具体研究内容如下：(1)在理论上总结了两种模态柔度计算方法，提出两种模态识别方法在本质上进行模态柔度的求解是一致的。利用两种方法相

6、互转化的特点，可以得到结构的质量归一振型。同时，提出了利用分片测试获取结构整体模态柔度的理论。其过程是对子结构质量归一振型进行拼接得到扩充的整体振型，再利用拼接的振型计算结构的整体柔度矩阵。(2)对一混凝土板有限元模型和一实验室钢-混凝土组合板进行脉冲锤击测试实验，表明单点输入单点输出(SISO)，单点输入多点输出(SIMO)和多点输入多点输出(MIMO)等方法均能较为准确地获取模态柔度系数，并能通过子结构振型拼接的方法获得与静力方法相差很小的模态柔度矩阵。通过对一座实际桥梁的脉冲锤击法分片测试，验证了该方法在实际运用的可行性。同时，进行了随机

7、振动测试下的振型质量归一研究。通过有限元数值试验和实验室的随机振动试验表明，基于集中质量矩阵假设，可以利用随机振动测试获取结构的模态柔度，其结果比实际结构要柔。(3)基于模态柔度方法进行结构损伤识别研究。首先，设计了支座刚度变化、连接件损伤和横向支撑破坏这三种损伤工况用来模拟实际桥梁结构可能出现的损伤状况。通过对比结构损伤前后的模态柔度位移信息，成功实现了组合板的损伤识别。结果表明模态柔度是极好的损伤指标，其对损伤的敏感程度比频率和振型大得多。其次，通过静力加载造成试验板的静力损伤，并利用模态柔度方法成功地识别出静力损伤的位置和损伤程度。(4)

8、基于Strand7有限元软件和Matlab应用程序的API交互访问技术对钢-混凝土组合板结构进行有限元模型修正。首先，比较了三种不同建模方式的钢-混凝