【摘 要】
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近年来,随着交通运输业的蓬勃发展,桥梁健康问题也日渐凸显。空心板桥的损伤大多数由于其铰接缝沿行车方向开裂,严重时会导致单板受力而影响空心板桥的正常功能,一旦发生事故将会带来不可估量的损失。因此,对空心板桥铰接缝开展损伤识别研究具有实际意义。当结构出现损伤时,结构的动态响应会发生变化,然而在实际工程中,温度是干扰结构损伤识别的不可避免的环境因素。因此,在对铰接缝损伤识别中要考虑温度的影响。本文通过对
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近年来,随着交通运输业的蓬勃发展,桥梁健康问题也日渐凸显。空心板桥的损伤大多数由于其铰接缝沿行车方向开裂,严重时会导致单板受力而影响空心板桥的正常功能,一旦发生事故将会带来不可估量的损失。因此,对空心板桥铰接缝开展损伤识别研究具有实际意义。当结构出现损伤时,结构的动态响应会发生变化,然而在实际工程中,温度是干扰结构损伤识别的不可避免的环境因素。因此,在对铰接缝损伤识别中要考虑温度的影响。本文通过对实际工程案例——保定市黄花沟空心板大桥长期监测,处理分析监测数据时发现,温度影响引起空心板桥固有频率在一年内发生较大变化,由此展开探讨,具体内容如下:本文基于长期监测数据,探讨了温度与空心板桥结构固有频率之间的负相关性,得出结论:温度每升高1℃,空心板桥固有频率下降1.62%。在总结前人研究的基础上,提出了考虑温度影响的基于功率谱灵敏度的空心板桥铰接缝的损伤识别方法。建立空心板桥结构模型,对空心板桥结构引入6个温度,结果表明:考虑温度时,仅在温度为10℃的条件下,温度对损伤的影响最小,可以实现铰接缝局部损伤的识别及其定位;其它温度条件下,损伤识别相对误差与10℃条件下相比差距很大,识别效果不理想。针对温度影响损伤识别的问题,提出了一种环境温度变化下,基于主成分分析方法(PCA)与功率谱灵敏度结合的空心板桥铰接缝损伤识别方法。此方法利用PCA重构损伤前后加速度响应功率谱,得到去除温度影响的损伤前后的加速度响应功率谱,避免了温度对损伤识别结果的影响。再与基于功率谱灵敏度的损伤识别方法相结合,实现去除温度影响的空心板桥铰接缝的损伤识别。通过对数值模型进行损伤模拟分析,结果表明:去除温度影响后,在每个温度条件下,损伤识别的相对误差比去除温度前大大减小,且计算速率提高,利用少数测点响应信息,仅通过几次的反复迭代求解就可以精确识别出铰接缝的损伤位置及程度,验证了该结合方法的可行性和精准性,为复杂结构的损伤识别提供了一条有效的途径。
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