基于广义柔度曲率矩阵对角指标梁桥结构损伤识别研究

• 作者: 李杰 庞栋元 张军锋 杜国鹏
• 来源期刊: 铁道科学与工程学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 梁桥 损伤识别 动力指纹 广义柔度 曲率矩阵对角指标
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 桥梁隧道与结构|Bridge,Tunnel and Structure
• 页码范围: 722-732
• 页数: 11页
• 分类号: U442.5
• 语种: 中文
• DOI: 10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20210173

摘要

为了构造梁桥结构损伤识别指标,基于广义柔度曲率矩阵,对广义柔度矩阵元素按行列两次差分得到广义柔度矩阵曲率,分别取损伤前后广义柔度矩阵曲率的对角线元素构建广义柔度曲率矩阵对角指标;再对广义柔度曲率矩阵列元素分别求1-范数和2-范数,分别将损伤前后矩阵列范数向量相减得到另外2个损伤识别指标,从而构造出3个新的损伤指标.采用简支梁算例对比验证这3个指标,进一步通过2种不同截面简支梁的损伤对比,分析新构造的广义柔度曲率矩阵对角指标的敏感性和适用性.最后,参考某连续刚构桥检测资料及其修正后的基准模型,应用新构造的广义柔度曲率矩阵对角指标,进行梁桥结构损伤识别数值模拟和验证分析.研究结果表明:3个新指标均能够识别出单损伤和多损伤工况的损伤位置和损伤程度.综合比较,广义柔度曲率矩阵对角指标效果最好;对于变截面梁桥损伤识别,广义柔度曲率矩阵对角指标有很好且稳定的识别效果;且广义柔度曲率矩阵对角指标能识别测点间部分损伤.归一方法对广义柔度曲率矩阵对角指标的损伤程度识别有轻微影响.结合广义柔度曲率矩阵对角指标和损伤程度计算,可以准确识别三跨连续刚构桥主梁损伤位置和损伤程度.