论文部分内容阅读
近些年来,系杆拱桥及中承式拱桥在我国得到迅速发展,特别是钢管混凝土拱桥,已经成为我国一种主要的桥型。这类拱桥结构较复杂,局部病害将影响到桥梁结构的整体安全,近年来发生了多起系杆拱桥及中承式拱桥的垮塌事故,造成了恶劣的社会影响。所以在运营阶段需加强检测监控,发现病害后及时分析原因、制定有针对性的措施,及时安排对受损、病害部件的修复,以达到延长桥梁寿命、保障桥梁运营安全的目的。目前,经常需要中止桥梁的运营,通过现场检测来识别在役桥梁结构的损伤,这样对桥梁的运营造成了一定的影响。因此,提出一种既不影响在役桥梁运营又可以很好的识别其损伤状况的方法尤其重要。本文主要研究曲率模态方法在系杆拱桥及中承式拱桥上的应用,研究桥梁结构是否有损伤以及损伤发生的位置,探讨曲率模态方法在这类拱桥损伤识别中的识别能力和适用范围。本文特色是加入噪声识别,研究曲率模态方法在系杆拱桥损伤识别中的抗噪声能力,主要研究工作如下: (1)简单介绍了系杆拱桥及中承式拱桥的坍塌原因,以白蒲大桥为工程背景,利用动力测试软件DASP现场测试其相关动力特性数据,通过EFDD方法获取试验模态参数,同时利用MIDAS建立系杆拱桥有限元模型,获取有限元计算模态参数,利用实测数据来验证所建立的系杆拱桥有限元模型合理性。 (2)利用所建系杆拱桥有限元模型,选取优化后的不同损伤指标(曲率模态、曲率模态差、曲率模态比、平均曲率模态因子)进行损伤识别效果比较。研究曲率模态方法在系杆拱桥结构中的识别能力:包括不同损伤位置、不同模态阶次、不同程度损伤的识别效果分析,分析各指标的识别效果及适用范围。 (3)分析曲率模态方法在系杆拱桥损伤识别中的抗噪声能力。主要分析系杆拱桥在不同损伤程度下,各曲率模态特征值指标对不同噪声水平的抗干扰能力。 (4)对实际HLX中承式拱桥进行损伤识别研究。利用曲率模态方法实测数据进行计算分析,将分析结果与实际现场检测结果相比较,验证曲率模态方法运用在实际系杆拱桥及中承式这一类拱桥损伤识别的可行性及适用性。 (5)运用MATLAB语言编译曲率模态损伤指标及抵抗噪声水平结果的计算程序。