基于曲率模态面积差方比的桥梁结构损伤识别

摘要：

为了利用桥梁结构的振动信息对桥梁关键部位进行损伤识别,从而对结构的安全状况进行评价,通过分析桥梁结构振动特性中的关键动态信息——位移模态、转角模态和曲率模态三者之间的关系,提出了一种利用损伤前后曲率模态面积差方比来识别结构局部刚度损伤的方法.该方法根据测点数量将损伤前后的曲率模态曲线所围成的面积划分为若干单元,用单元面积的平方与所有单元面积平方和的比值作为损伤定位参数AD,并推导了该参数的计算公式.不同于传统通过对位移模态2阶差分求得曲率模态,参数AD可直接通过位移模态进行一次差分所得的转角模态值直接计算而得.为验证所提出方法的有效性,分别开展了简支梁桥模型和自锚式悬索缩尺模型桥损伤检测试验,通过切割截面模拟简支梁模型桥损伤,通过释放不同吊杆索力模拟悬索桥模型局部刚度损伤,采集模型桥损伤前后的动态响应信号并进行模态分析得到损伤前后的位移模态曲线,再由位移模态经一次差分计算得到转角模态.根据所推导的公式直接计算可得到各单元的AD值,由AD值的分布定位简支梁和悬索桥模型的损伤.计算结果表明:损伤单元的AD值远大于未损伤单元,能够准确定位结构中不同位置和数量的局部刚度损伤.

关键词：桥梁工程;损伤识别;面积差方比;曲率模态;自锚式悬索桥

所属期刊栏目：38

分类号：TU317(建筑结构)

在线出版日期：2021-12-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：59-67