橋梁結(jié)構(gòu)的損傷檢測及識別技術(shù)研究.pdf

1、隨著橋梁建設(shè)的持續(xù)發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)的形式和功能也日趨復(fù)雜，橋梁的修補(bǔ)和加固也越來越受到關(guān)注。橋梁建成通車后，由于受氣候、環(huán)境因素以及人為因素的影響，結(jié)構(gòu)材料會被腐蝕和逐漸老化，長期的靜、動力荷載作用，使其強(qiáng)度和剛度隨著時間的增加而降低。這不僅會更會使橋梁的使用壽命縮短，更嚴(yán)重的會影響交通行車安全，危機(jī)人的生命。橋梁結(jié)構(gòu)的檢測、監(jiān)測作為結(jié)構(gòu)安全養(yǎng)護(hù)、正常使用的保證措施之一受到關(guān)注，如何對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量檢測和安全監(jiān)測也已成為國內(nèi)外學(xué)術(shù)界、工

2、程界研究的熱點。 本課題主要針對目前在役橋梁存在的種種安全隱患，展開橋梁性能檢測和損傷識別技術(shù)的研究，以隨時了解橋梁的結(jié)構(gòu)性能和安全情況，避免災(zāi)難性事故的發(fā)生。主要研究工作包括以下幾個方面： 1．研究了遺傳算法優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在橋梁結(jié)構(gòu)損傷檢測中的應(yīng)用?；谶z傳算法優(yōu)化的一種有效的結(jié)構(gòu)損傷檢測，建立評估鋼筋銹蝕程度的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。選擇對結(jié)構(gòu)損傷較為敏感的參數(shù)作為網(wǎng)絡(luò)的輸入向量，結(jié)構(gòu)的損傷狀態(tài)作為網(wǎng)絡(luò)的輸出向量，建立損傷

3、訓(xùn)練樣本集，利用遺傳算法優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值，進(jìn)而預(yù)測結(jié)構(gòu)損傷程度。實驗發(fā)現(xiàn)通過此方法能較好的預(yù)測結(jié)構(gòu)的內(nèi)部損傷，一定程度上解決了對鋼筋混凝土銹蝕損傷程度的評估。 2．研究了基于撓度信息的橋梁裂紋局部定位方法。裂紋的出現(xiàn)會引起橋梁結(jié)構(gòu)某些特征參數(shù)的不規(guī)則變化或突變，這些參數(shù)中包含著重要的損傷信息。結(jié)構(gòu)裂紋的出現(xiàn)會引起結(jié)構(gòu)中的局部應(yīng)力集中，導(dǎo)致空間域上結(jié)構(gòu)的撓度信息在這一區(qū)域發(fā)生突變。因此，我們提取含裂紋的懸臂梁在靜荷載作用下

4、各節(jié)點的撓度值，作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入向量，以裂紋點的相對位置作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出，建立了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，達(dá)到了很好的分類效果，對于損傷的快速局部定位取得了很好的效果。 3．利用多表達(dá)式編程(Multi—ExpressionProgramming，MEP)和頻率等高線相結(jié)合的方法對橋梁結(jié)構(gòu)裂紋定位進(jìn)行了分析和研究。將結(jié)構(gòu)固有頻率作為裂紋的診斷參數(shù)，通過求解裂紋有限元模型，對多表達(dá)式編程模型進(jìn)行訓(xùn)練，并擬合出以裂紋相對位置和相對深度為自變