基于应变影响线的简支梁桥结构损伤识别及寿命预测

摘要

结构损伤识别工作的首要任务是回答结构中是否存在缺陷，其次是在确定损伤存在的条件下，确定损伤对哪些参数指标敏感，进一步对损伤进行定位分析。基于应变影响线的桥梁结构损伤识别方法围绕桥梁结构损伤识别的四个主要内容:损伤定性、损伤定位、损伤定量和寿命预测展开研究工作。对比实测应变影响线与理论应变影响线的不同，判断桥梁结构是否发生损伤及损伤发生的位置，结合试验和理论模型，得到一个与实际结构相近的模型，并运用于损伤程度识别及桥梁结构剩余寿命预测，主要做了如下工作:
　　本文进行两个模型试验，试验一以简支梁桥为模型探究传感器布置方式对识别效果的影响规律，得出应变传感器的合理布置方法;试验二设置不同位置、不同程度的损伤工况，进行损伤工况模型试验，探究损伤后结构应变影响线的变化规律以得出损伤定性、定位分析的一般方法。
　　利用ANSYS对模型进行修正，并对损伤程度进行识别。探究如何利用ANSYS求解结构的可靠度，并比较基于修正模型求解可靠度的优点。探究如何将时变可靠度理论与有限元软件结合，求解损伤模型的时变可靠度及预测桥梁结构的剩余寿命。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 桥梁结构损伤识别方法国内外研究现状

1．2．1 基于动力特征指标的损伤识别方法

1．2．2 基于人工智能的损伤识别方法

1．2．3 基于概率统计的损伤识别方法

1．2．4 基于有限元模型修正的损伤识别方法

1．2．5 基于影响线的损伤识别方法

1．3 基于应变影响线进行损伤识别的BDI桥梁动态诊断系统

1．4 本文主要研究内容

第二章 应变传感器布置方式对损伤识别的影响研究

2．1 试验目的及试验内容

2．1．1 试验目的

2．1．2 试验内容

2．2 试验设计

2．2．1 模型设计及试验装置

2．2．2 实验仪器

2．2．3 应变传感器布置方案

2．2．4 影响线测试过程

2．3 理论应变影响线的计算

2．3．1 有限元理论中应变影响线的计算方法

2．4 传感器布置对应变影响线的影响

2．4．1 实测应变影响线与理论值的比较

2．5 本章小结

第三章 基于应变影响线的损伤定性及定位研究

3．1 试验目的及试验内容

3．1．1 试验目的

3．1．2 试验内容

3．2 试验方案设计

3．2．1 模型设计、试验装置及实验仪器

3．2．2 传感器布置

3．2．3 试验工况设置

3．3 各工况应变影响线测试结果

3．4 本章小结

第四章 基于应变影响线的模型修正和结构寿命预测

4．1 基于应变影响线的模型修正方法

4．1．1 目标函数

4．1．2 修正参数

4．1．3 修正算法

4．1．4 利用ANSYS修正模型

4．2 基于修正模型的桥梁结构可靠度分析

4．2．1 随机有限元法

4．2．2 基于有限元软件ANSYS的可靠度分析

4．3 基于修正模型的剩余寿命预测

4．3．1 时变可靠度理论

4．3．2 在役桥梁结构荷载概率模型

4．3．3 桥梁结构目标可靠指标的确定

4．3．4 桥梁结构剩余寿命预测流程

4．4 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 主要结论

5．2 展望

参考文献

致谢