基于动力响应的铁路桥梁橡胶支座病害评估方法研究

摘要

本文结合桥梁支座的损伤研究现状及亟待解决的问题，论述了基于模态参数损伤识别理论的方法及优缺点。在此基础上，提出了一种基于Fourier变换置信准则和模型修正理论的桥梁支座动力识别方法，并确立了响应的计算准则，以铁路T梁和多跨连续箱梁为例，对所提出的方法进行了计算分析，并利用朔黄铁路某桥梁的现场试验验证了该方法的适用性和可靠性。本文的主要工作及结论如下:
　　(1)基于Fourier置信准则的概念，结合模型修正理论，提出了一种桥梁支座损伤动力识别方法，并阐述了该方法的基本理论和计算流程。
　　(2)通过一个三跨连续梁和五跨连续梁数值计算，验证了所提方法的可行性，通过分析比较得到了该方法频率段和测点的选取原则，为后续计算提供了理论依据。
　　(3)以实际的铁路双T梁作为算例，验证了频率段和测点的选取原则，并对其支座进行损伤识别，将本文的识别理论从平面结构拓展到空间结构，并对所提理论进行了验证。
　　(4)对一座实际铁路桥梁的支座刚度进行了识别，将识别出来的刚度参数输入有限元中计算结构动力响应，再与实测结果进行对比。实测结果和数值计算结果吻合良好，从而证明了所提方法的可靠性和适用性。

目录

声明

致谢

摘要

1 综述

1．1 选题背景及研究意义

1．2 基于动力测试的损伤识别研究现状

1．2．1 基于动力响应模态参数的损伤识别方法

1．2．2 基于模型修正的结构损伤识别方法

1．2．3 基于智能的结构损伤识别方法

1．3 桥梁支座病害评估研究现状

1．4 本文主要研究内容

2 基于Fourier置信准则的支座损伤识别理论

2．1 引言

2．2 损伤识别基本原理

2．2．1 模型修正方法简介

2．2．2 多自由度体系频域响应

2．3 目标函数的分类

2．3．1 模态置信保证准则(MAC)

2．3．2 模态柔度矩阵

2．3．3 模式置信准则(SAC)

2．3．4 频率平方

2．4 频响函数的简化

2．5 Fourier变换置信准则

2．6 基于Fourier置信准则模型修正方法的优化算法

2．7 小结

3 基于Fourier置信准则的支座损伤无模型定位识别

3．1 引言

3．2 桥梁模型

3．3 频率段选取原则分析

3．4 测点布置原则分析

3．5 Fourier比例因子(FSF)影响研究

3．6 多跨连续箱梁支座损伤识别

3．6．1 多跨连续箱梁模型

3．6．2 频率段和测点的选取分析

3．6．3 FAC识别结果分析

3．7 支座脱空对桥梁动力响应的影响分析

3．8 小结

4 基于模型修正理论的支座损伤定量识别

4．1 支座损伤识别过程及方法

4．2 支座损伤识别结果分析

4．2．1 频率段一下损伤识别结果

4．2．2 频率段四下损伤识别结果

4．2．3 频率段三下损伤识别结果

4．2．4 各频率段下双损伤识别结果

4．2．5 损伤迭代效率分析

4．3 小结

5 既有T型梁桥支座损伤识别算例

5．1 铁路双T梁模型

5．2 频率段和测点的选取分析

5．3 FAC识别结果分析

5．4 模型修正理论识别结果分析

5．5 铁路桥梁支座评估现场试验研究

5．5．1 现场桥梁试验概述

5．5．2 试验测试仪器

5．5．3 试验测试内容

5．5．4 简支梁支座刚度识别

5．6 小结

6 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

学位论文数据集