基于有限元模型修正的施工参数识别

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1、32桥梁建设2010年第5期文章编号：1003—4722(2010)05—0032-03基于有限元模型修正的施工参数识别陈宇(中铁大桥勘测设计院有限公司，湖北武汉43OO5O)摘要：针对目前桥梁结构施工控制中的参数识别问题，提出基于有限元模型修正的施工参数识别方法。通过参数敏感性分析确定影响结构响应的主要参数、构造目标函数并对其进行优化求解，从而实现有限元模型修正，进行结构参数识别。对某预应力混凝土连续刚构桥进行施工阶段全过程有限元模拟和参数识别，识别结果表明，所提方法可以指导实际结构的施工参数识别。关键词：桥梁工程；施工监控；参数；识别；有限元法；模型修正中图分类号：U448文献

2、标志码：AC0nstructi0nParameterIdentificati0nBasedonFiniteElementModelUpdatingCHENYu(ChinaRailwayMajorBridgeReconnaissance&DesignInstituteCo．，Ltd．，Wuhan430050，China)Abstract：Inviewoftheproblemsofparameteridentificationinthecurrentconstructionmo—nitoringandcontrolofbridgestructures，aconstructionpara

3、meteridentificationmethodbasedonthefiniteelementmodelupdatingisdeveloped．Throughtheanalysisoftheparametersensibility，theprincipalparametersthathaveinfluenceonthestructuralresponsearedetermined，thetarget、functionsarecreated，optimizedandsolved．Consequently，thefiniteelementmodelupdatingisrealized

4、andthestructuralparametersareidentified．Thefiniteelementsimulationandparameteridentificationforthewholeprocessoftheconstructionstageofaprestressedconcreterigid—framebridgeareconductedandtheresultsoftheidentificationdemonstratethatthedevelopedmethodcanbeusedforguidingtheconstructionparameteride

5、ntificationofpracticalbridgestructures．Keywords：bridgeengineering；constructionmonitoringandcontrol；parameterlidentifica—tion；finiteelementmethod；modelupdating1前言预应力张拉和混凝土的收缩、徐变，后期与前期结构桥梁施工是一个完善的系统工程，桥梁施工的的受力状态密切相关。桥梁施工过程中反映结构受过程也即系统的运行过程。在桥梁施工过程中，结力性能的各参数值不断变化，能否准确获得本阶段构的安全性和理想的成桥状态是该系统要达到的目各主

6、要参数的值，正确计算本阶段结构响应并预报标——桥梁施工控制的目标。桥梁结构施工过程分下一阶段的施工状态，对指导桥梁的施工十分必要。析与一般的有限元分析不同的是：一般有限元分析是对一个确定的结构进行，而桥梁在施工过程中是2有限元模型修正一个不断变化的结构，外荷载也是分批施加，还伴有在建立结构有限元模型时，所建的有限元模型收稿日期：2010-06—23作者简介：陈宇(1981一)，男，工程师，2003年毕业于西南交通大学土木工程专业，工学学士，2006年毕业于西南交通大学桥梁与隧道工程专业，工学硕士(chenyu@brdi．com．cn)。基于有限元模型修正的施工参数识别陈宇33与结构

7、的真实情况不可避免地存在着差异，要得到比较准确的计算结果，必须用比较准确的结构参数建立模型，这就要求对有限元模型进行修正。有限元模型修正是指根据相关测试结果，利用有效手段修正结构计算参数，使所建立的有限元模型尽可能地反映结构的真实状态L1]。有限元模型修正实际上可以看成一个优化问题，以有关测试结果和计算结果的某种差值(如节点位移差)为优化目标，引入适当的约束条件，对结构的相关参数(如混凝土弹性模量、预应力大小、结构徐变参数等)进行优化，使优化结果能反映实际结构参数的真