桥梁结构损伤定位的曲率影响线面积差方法

摘要：

挠度信息是桥梁健康监测的基础数据.本文通过分析位移影响线(Displacement Influence Line,DIL)及其一、二阶导数转角影响线(Inclination Influence Line,IIL)和曲率影响线(Curvature Influence Line,CIL)三者之间的关系,提出了一种利用损伤前后曲率影响线面积差来识别结构局部刚度损伤的方法.将损伤前后的曲率影响线所围成的面积划分为若干单元,用各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.作为理论实例,采用有限元建立了一座简支T梁桥模型,并设置了不同程度(1％～50％)和不同数量的局部刚度损伤,通过计算不同损伤工况下各单元的曲率影响线面积差,准确识别了结构损伤位置.同时,也在实验室模型桥上应用了该方法.结果表明,损伤位置处的曲率影响线面积差值远远大于未损伤位置,能够准确定位结构中微小程度的局部刚度损伤,且不同损伤程度下的曲率影响线面积差与损伤程度无关,即使有测量噪声的情况下也能清晰定位出损伤位置.该方法无需在已有的桥梁健康监测系统中额外增加位移传感器群或振动传感器群,只需在移动荷载下增加关注点位移采样密度即可,为利用桥梁健康监测海量数据识别损伤提供了一种切实有效的方法.

关键词：桥梁健康监测、结构损伤识别、自锚式悬索桥、局部刚度、曲率影响线面积差、微小损伤

所属期刊栏目：30

分类号：TU317(建筑结构)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-06-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：541-553