基于桥梁健康监测数据的损伤识别算法比较研究

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1、申请同济大学工学硕士学位论文V785636基于桥梁健康监测数据的损伤识别算法比较研究培养单位：土木工程学院一级学科：土木工程二级学科：桥梁与隧道工程研究生：姚胜秦指导教师：史家钧教授二00五年四月摘要本文首先从桥梁结构健康监测的概念出发，简述了作为健康监测重要组成部分的桥梁损伤识别领域的当前研究现状和发展趋势，总结了目前理论上较为成熟的几种损伤识别算法的基本原理。鉴于桥梁自振特性监测已成为目前国内外大型桥梁健康监测系统(已经安装或计划安装的)必不可少的组成部分，本文对基于振动数据的四种常用损伤识别算法(包括基于振型曲率的损伤识别法、基于模态应变能改变的损伤识别法、矩阵

2、迭代优化修正法和子矩阵系数修正法)进行讨论，总结它们的理论基础，根据每一种方法的损伤识别原理编制了相应的计算机程序，以此为工具，对桥梁工程中广泛应用的梁式结构(包括简支梁和连续梁)采用数值模拟的办法，进行损伤识别计算。在此基础上分析了上述四种方法在识别损伤位置与损伤程度方面的优缺点与适用性以及在测量误差影响下的识别效果，从而为这些方法在实际工程中的应用提供一个指南。最后对本文的研究工作和研究成果做出总结，并提出今后有待进一步研究的相关问题。关键词：健康监测，损伤识别，振型曲率，模态应变能，迭代优化，子矩阵，噪声，模型修正——垒!!!!!竺Fromtheviewpoin

3、tofstructuralhealthmonitoring，thethesisfirstlydepictsthecurrentresearchsituationandthedevelopingtrendinthefieldofbridgedamageidentificationwhichisallimportantpartofhealthmonitoring，thenitsummarizestherationaleofseveraldamageidentificationalgorithmswhichiscomparativelymatureintheory．Wher

4、easbridgeself-vibrationcharacteristicmonitoringhasbeentheabsolutelynecessarypartoflong—spanbridgehealthmonitoringsystemwhichhasbeeninstalledorwillbeinstalledathomeandabroadpresently,fourmethodsofdamageidentificationbasedonthevibrationdataarediscussedinthispaper,includingthemethodsbasedo

5、nmodeshapecurvatlare，modalstrainenergyofchange(MSEC)，iterativematrixoptimalupdatingandsubmatrixfactoradjustment，andthetheoreticalbasisofthesemethodsissummarized．Theprogramsareplannedaccordingtothedamageidentificationprincipleofeachmethod，andthendamageidentificationisrealizedbyadoptingnu

6、mericalsimulatingmethodstogirdersystem，whichincludessimple—supportedgirderandcontinuousgirder．Inthisway,theapplicabilityoftheabovefourmethodsintheaspectofidantilyingthelocationanddegreeofdamageandtheireffectivenessundertheinfluenceofmeasuringerrorareanalyzed．Finally,amanualofthesemethod

7、sintherealisticengineeringisprovided．Atlast，themaincontributionsandconclusionsofthethesisaresummarized，andsomefllrtherresearchproblemsconcemingaresetforward．KeyWords：healthmonitoring，damageidentification，modeshapecurvature，modalstrainenergy,modalupdating,iterafiveoptimize，subma