基于小波分析的含片狀裂紋橋梁結(jié)構(gòu)損傷識別方法研究.pdf

1、橋梁結(jié)構(gòu)經(jīng)過長期使用,難免會發(fā)生各種各樣的損傷,當(dāng)這些損傷累積到一定的程度,結(jié)構(gòu)的剛度和承載力會顯著的下降,從而影響整個結(jié)構(gòu)的使用性能與耐久性,甚至可能釀成重大的工程事故,造成人們生命財產(chǎn)的重大損失。因此,研究橋梁結(jié)構(gòu)的損傷診斷方法,具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。
　　 利用結(jié)構(gòu)動力學(xué)原理和現(xiàn)代損傷識別技術(shù)相結(jié)合對橋梁結(jié)構(gòu)進行損傷診斷得到高度重視,近年來發(fā)展起來的小波分析識別結(jié)構(gòu)損傷的方法,已成為相關(guān)研究的熱點。
　　

2、 在對結(jié)構(gòu)進行損傷診斷時,現(xiàn)有研究通常將裂紋簡化為沿厚度方向的貫通裂紋,采用梁單元進行結(jié)構(gòu)分析,這樣使復(fù)雜的結(jié)構(gòu)損傷識別問題得到簡化的同時,也不可避免的導(dǎo)致計算結(jié)果的偏差。本文采用小波分析理論,通過建立橋梁結(jié)構(gòu)的有限元模型,研究了片狀裂紋對橋梁結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的影響,并給出了含片狀裂紋橋梁結(jié)構(gòu)損傷識別的原理。以Gaussl小波為母小波,通過對含片狀裂紋橋梁結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)進行連續(xù)小波變換,由小波系數(shù)模極大值來識別含片狀裂紋橋梁損傷的位置,建立

3、了一種基于小波分析理論識別含片狀裂紋橋梁結(jié)構(gòu)損傷的方法。
　　 本文以含非對稱非貫通片狀裂紋(半橢圓形表面裂紋)的三跨連續(xù)鋼箱梁橋為研究對象,建立了連續(xù)鋼箱梁橋的三維有限元模型,以Gaussl小波為母小波,利用有限元法分析研究含片狀裂紋連續(xù)鋼箱梁的動力特性,通過計算得到了連續(xù)鋼箱梁的位移、應(yīng)變和曲率模態(tài)。采用小波分析方法對含片狀裂紋連續(xù)鋼箱梁的模態(tài)參數(shù)進行連續(xù)小波變換,由小波系數(shù)模極大值位置識別連續(xù)鋼箱梁橋內(nèi)片狀裂紋的位置,建立

4、了一種基于模態(tài)參數(shù)識別連續(xù)鋼箱梁橋片狀裂紋的小波分析方法。
　　 本文以連續(xù)鋼箱梁橋的研究為基礎(chǔ),提出采用梁單元和實體單元共同模擬含片狀裂紋鋼箱加勁梁懸索橋的損傷,建立了含片狀裂紋懸索橋三維有限元模型,以Gaussl小波為母小波,通過對含片狀裂紋鋼箱加勁梁懸索橋的有限元計算分析,應(yīng)用位移、應(yīng)變和曲率模態(tài)的小波變換方法,分別研究了含片狀裂紋單跨鋼箱加勁梁懸索橋和多跨連續(xù)鋼箱加勁梁懸索橋的損傷識別問題,獲得了滿意的效果,驗證了方法的