随机车辆荷载下基于实时应变响应协方差的主梁损伤识别

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近些年来,随着建筑技术的进步和国家对桥梁建设项目大力支持,我国的桥梁建设得到了飞速发展。万州长江三桥、港珠澳大桥等特大型桥梁的建成通车,标志着我国在桥梁设计和建设方面已走在世界前列。桥梁是交通网络的主要组成部分,是为跨越障碍物、使交通更便捷而建造的。具备一定的安全系数是对桥梁的最基本要求。因此为了避免因桥梁结构损伤而造成重大交通事故,需提前对桥梁结构进行安全评估。本文以桥梁结构的主梁应变响应数据为基础,通过创建一种新算法来评估桥梁结构的健康状态。为了检验该算法的精确性,将其应用于实际健康监测系统,并以某大桥实际监测项目为例,在通行车辆时,对桥梁主梁的应变响应数据进行分析,同时把该算法和养护大数据平台相结合,以此实现对桥梁主梁的实时在线损伤评估。本文以一座斜拉桥为工程背景,主要完成了以下几个方面的工作:(1)详细阐述了国内外结构应变损伤识别的发展历史,并对其优缺点进行评价。(2)建立结构应变损伤指标,并对协方差参数损伤指标的相关公式进行了详细的理论推导。(3)为了验证算法的准确性,本文以现存的车辆流动模型为基础,与陆晓俊提出的桥梁车流荷载模拟方法相结合,并通过MATLAB编写相关的程序。然后将此程序附加到一简支钢梁上,通过对其进行损伤识别来进行验证。(4)对某桥进行健康监测,并用本文提出的应变响应协方差损伤识别方法分析该桥2020年第二季度的桥梁主梁应变监测数据。通过评估桥梁的健康状态,进一步验证了本算法的准确性。软件模拟的结果表明该算法准确性比较好。同时,通过运用该算法对实际健康监测应变数据进行分析,发现算法分析的结果与实际桥梁主梁的健康情况比较吻合。因此,本文中提出的算法对评估桥梁主梁的健康状态有一定的参考价值。
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