[博士]懸索橋健康診斷數(shù)值與模型試驗(yàn)研究

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　　[博士]懸索橋健康診斷數(shù)值與模型試驗(yàn)研究　　學(xué)科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：大連海事大學(xué)　　學(xué)位年度：2009　　 近兒十年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，大型橋梁結(jié)構(gòu)無論在數(shù)量上還是規(guī)模上，都在迅速增長(zhǎng).在特大跨徑的橋梁中，懸索橋已成為目前的主打橋型。由于結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜性和工作環(huán)境上的復(fù)雜性，使得懸索橋結(jié)構(gòu)在實(shí)際運(yùn)行中，極易發(fā)生各種損傷和損傷積累。有時(shí)還要經(jīng)受超載和突發(fā)災(zāi)害的破壞。如果這些損傷不能及時(shí)處理，可能導(dǎo)致重大安全事故，造成重大損失?！　? 本文基于整橋模型試驗(yàn)，對(duì)懸索橋結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)與診斷所涉及的幾個(gè)重要問題進(jìn)行了初步研究?！　? 面向健康監(jiān)測(cè)與診斷，設(shè)計(jì)制作了10米長(zhǎng)的懸索橋整橋試驗(yàn)?zāi)Ｐ??；谠撃Ｐ瓦M(jìn)行了靜動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)和損傷模擬試驗(yàn)。對(duì)各種損傷狀態(tài)下，懸索橋結(jié)構(gòu)的靜動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性、變化規(guī)律和靈敏度進(jìn)行了分析。　　 提出了將頻率改變比、模態(tài)曲率差、靜態(tài)應(yīng)變差指標(biāo)組成的綜合指標(biāo)體系來識(shí)別懸索橋的損傷的方法。利用經(jīng)試驗(yàn)結(jié)果校正的有限元數(shù)值模型，對(duì)該傷識(shí)別指標(biāo)體系進(jìn)行了研究。分析了指標(biāo)體系對(duì)吊索、主梁、和主纜三種常見損傷類型的識(shí)別效果?！　? 面向上述損傷識(shí)別指標(biāo)體系提出了針對(duì)懸索橋的簡(jiǎn)單易行的傳感器布設(shè)方法和懸索橋檢測(cè)時(shí)應(yīng)變、頻率、模態(tài)曲率的測(cè)點(diǎn)布置原則。應(yīng)變測(cè)點(diǎn)根據(jù)應(yīng)變分布圖來進(jìn)行布置，頻率測(cè)點(diǎn)則依據(jù)動(dòng)能最大原理和有效獨(dú)立法來布設(shè)，模態(tài)曲率測(cè)量則采用逐步累加法，并利用MAC矩陣來評(píng)價(jià)測(cè)點(diǎn)形成的振型的正交性?！　? 針對(duì)懸索橋結(jié)構(gòu)的吊索沿全橋空間廣泛分布的特點(diǎn)，提出了基于吊索振動(dòng)測(cè)量和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的一種新的懸索橋損傷定位方法?！　? 大型懸索橋結(jié)構(gòu)具有顯著的幾何非線性特性。尤其在損傷狀態(tài)下，響應(yīng)信號(hào)呈現(xiàn)較大的非線性非穩(wěn)態(tài)特征。傳統(tǒng)的信號(hào)分析處理技術(shù)和方法存在較大的局限。　　 本文初步探討了HHT信號(hào)處理理論與方法在非穩(wěn)態(tài)信號(hào)處理分析上的應(yīng)用。

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