基于挠度影响线的变截面梁损伤识别研究

发布时间：2019-08-08 07:40

【摘要】：交通系统的快速发展使得桥梁的建设越来越多,随之而来的桥梁在正常运营状态下的安全状况也备受关注。变截面桥梁较等截面梁有受力更合理的优点,在中小跨径的连续梁桥和连续刚构桥应用也越来越广泛,其安全问题也应受到更多地关注。桥梁健康监测能较好的提供桥梁实时信息,整体把握结构健康状况,能够发现结构局部的早期损伤并及时维修。损伤识别作为桥梁健康监测系统的核心组成部分,已受到国内外的研究人员的广泛关注。挠度影响线具有测量精度高、稳定性好和所需要的测点少等优点,因此利用挠度影响线构造出识别损伤的指标识别桥梁结构的损伤具有一定的研究意义。本文基于目前工程结构损伤识别的研究现状,对基于挠度影响线识别变截面梁的损伤进行了研究。主要通过理论、数值模拟和实验验证三方面进行论证,验证了挠度影响线构造的损伤识别指标可以识别变截面梁的损伤,并取得了较好地识别损伤的效果。本论文的主要研究工作归纳如下:概述了桥梁健康监测系统的发展和意义,综述了当前常用的损伤识别方法,并分析了常用识别损伤方法的优点与不足。介绍了变截面梁的应用及挠度影响线识别损伤的应用情况。根据虚功原理,推导了截面刚度线性变化的简支梁跨中挠度影响线的解析解,分析了挠度影响线差值、挠度影响线差值的一阶导数、挠度影响线差值的二阶导数和挠度影响线二阶导数四个指标在损伤与未损伤的情况下的变化规律。理论上证明了上述四个指标均能识别变截面梁的损伤。在没有原始数据时,挠度影响线二阶导数能识别结构损伤;有原始数据时,挠度差值也能较好的识别结构损伤。当挠度影响线识别小损伤效果不佳时,可利用小波变换协助识别损伤,并且取得了较好地损伤识别效果。针对变截面简支梁和变截面连续梁进行数值模拟,利用挠度影响线构造不同的损伤识别指标对结构进行识别并分析指标对于损伤识别的敏感性,研究结果表明对结构的单损伤和多损伤四个指标都能较好的识别,从损伤识别效果来看,挠度影响线差值识别损伤的效果较挠度影响线二阶导数好。建立了一个三跨变截面梁实验模型,以新型高精度数字测量设备获取的中跨跨中挠度影响线为基础,采用挠度影响线差值为损伤识别指标对结构的损伤进行识别,研究结果表明挠度影响线差值能有效地识别变截面梁的损伤。从理论、数值模拟到模型实验的结果表明,基于挠度影响线对变截面梁的损伤识别的方法简单、数据稳定准确、测点少,切实可行。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U446

【参考文献】