基于车桥耦合系统的新型间接量测桥梁损伤识别方法研究

发布时间：2023-02-16 07:58

　　随着国民经济的飞速发展,作为枢纽工程的桥梁建设发展突飞猛进,与此同时桥梁的健康状态也引起了人们的广泛关注。考虑到目前我国的桥梁数量居世界首位,同时老桥危桥众多,因此,需要一种能够综合满足机动性、经济性、安全性、适用性的桥梁快速检测评估方法。基于移动车辆在桥梁上运行测试桥梁基频的间接测量法已经得到实桥试验的验证,现阶段间接测量法已不再局限于桥梁基频的测试,更多桥梁参数的识别并进而进行损伤识别已逐步得到了一定发展。本文所提及的新型方法有别于牵引车拖动测量车一直运行并同步采集信号的传统间接测量方法,需牵引车同时拖动固定间距的前后两辆测试车辆前行并静止采集少许时间的信号后,继续重复操作至测试车辆通行整跨桥梁,利用测试车辆上采集的信号,计算整个桥梁的传递率矩阵,然后利用奇异值分解识别出桥梁的第一阶模态,进而利用改进的直接刚度法识别出桥梁各单元的截面弯曲刚度。本文首先从理论上说明了该方法的可行性,然后在桥梁阻尼比、测试车阻尼比、噪音、外激励变化等影响因素下进行数值模拟分析,最后通过李子湾桥实桥试验对理论推导和数值模拟分析结果进行了初步验证。本文所做的主要工作以及相关的研究结论简述如下:(1)基于车...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 直接测量法的研究概述
    1.3 基于间接测量法的理论及数值模拟研究概述
        1.3.1 频率识别
        1.3.2 模态识别
        1.3.3 阻尼识别
        1.3.4 损伤识别
    1.4 基于间接测量法的试验研究概述
    1.5 基于振动传递率的发展概述
    1.6 研究内容
    1.7 创新点
2 基于新型间接测量法的理论基础
    2.1 引言
    2.2 新型间接测量法流程图
    2.3 理论基础
        2.3.1 接触点响应理论推导
        2.3.2 相邻两点传递率的理论推导
        2.3.3 通过奇异值分解提模态
        2.3.4 利用改进直接刚度方法通过模态计算刚度
        2.3.5 基于模态延拓的刚度修正
    2.4 相关理论
        2.4.1 接触点响应和车体响应的关系
        2.4.2 近似计算阻尼
    2.5 本章小结
3 基于新型间接测量法的数值模拟
    3.1 前言
    3.2 车体响应与接触点响应计算刚度对比
        3.2.1 间接计算接触点信号
        3.2.2 识别相邻两测点传递率
        3.2.3 奇异值分解提取模态振型
        3.2.4 改进的直接刚度法识别刚度
        3.2.5 刚度修正
        3.2.6 损伤识别数值模拟
    3.3 初始条件为零和不为零两种情况的计算刚度对比
    3.4 参数研究
        3.4.1 桥梁阻尼比的参数研究
        3.4.2 车辆阻尼比的参数研究
        3.4.3 环境噪音的参数研究
        3.4.4 外激励变化研究
        3.4.5 路面粗糙度的参数研究
    3.5 白噪声作外激励
    3.6 高阶模态的识别
    3.7 本章小结
4 基于新型间接测量法的现场试验
    4.1 引言
    4.2 试验设备
        4.2.1 动力牵引车
        4.2.2 数采系统
        4.2.3 传感器
        4.2.4 测试车
    4.3 强迫振动试验
    4.4 传递性试验
    4.5 直接测量法试验
    4.6 间接测量法试验
        4.6.1 引言
        4.6.2 李子湾桥介绍
        4.6.3 测试过程
        4.6.4 识别桥梁的模态参数以及截面弯曲刚度
        4.6.5 识别挠度值
    4.7 试验总结
    4.8 本章小结
5 结论及展望
    5.1 本文主要结论
    5.2 对后续工作的展望
参考文献
附录
    A 作者在攻读学位期间发表的论文目录
    B 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录
    C 学位论文数据集
致谢



本文编号：3743834