橋梁工程論文參考范文：基于結(jié)構(gòu)響應(yīng)向量的橋梁結(jié)構(gòu)損傷鑒別探微

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1、橋梁工程論文參考范文：基于結(jié)構(gòu)響應(yīng)向量的橋梁結(jié)構(gòu)損傷鑒別探微-->第一章緒論1.1課題背景及研究意義從結(jié)構(gòu)竣工并投入使用時(shí)起，論文范文除了結(jié)構(gòu)材料自身的性能退化之外，還將不可避免地受到荷載（包括超載）、風(fēng)、雨、地震、疲勞、環(huán)境溫度和濕度的變化等因素的不利影響，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)缺陷（病害）或者使用性能降低。這種由于先天和后天等各種原因?qū)е碌慕Y(jié)構(gòu)使用性能下降或存在缺陷的情況稱為結(jié)構(gòu)損傷[1]。從廣義上來講，可以將損傷定義為結(jié)構(gòu)特性（如材料特性，幾何特性以及邊界條件等）的變化，而這些變化又將會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的使用性能造成不利的影響，實(shí)際上，損傷的這種定義是相對(duì)于健康而言的，也就是說，如果沒有健康的無損結(jié)

2、構(gòu)作為基準(zhǔn)與損傷結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比，這種定義就沒有任何意義[2-8]。從空間的角度上來看，所有的損傷都是從組成結(jié)構(gòu)的材料層面上發(fā)展起來的，這時(shí)的損傷其實(shí)就是材料自身的一些病害或者缺陷，即微觀意義上的材料損傷；當(dāng)結(jié)構(gòu)建成并投入使用以后，由于受到各種不利因素的影響，這些材料層面上的病害和缺陷就會(huì)逐漸發(fā)展為構(gòu)件甚至是結(jié)構(gòu)層面上的損傷，即宏觀意義上的結(jié)構(gòu)損傷。從時(shí)間的角度來看，損傷可能是因?yàn)殚L(zhǎng)期的累積所導(dǎo)致的（如各種材料的疲勞斷裂以及腐蝕退化等），也可能是由于短期內(nèi)突發(fā)事件（如自然災(zāi)害和人為禍害）所造成的[2,4,8]。工程上把對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)施損傷識(shí)別策略的過程稱為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)（SHM），這個(gè)過程包括對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)

3、行定期測(cè)量，從這些測(cè)量數(shù)據(jù)中提取對(duì)損傷敏感的指標(biāo)以及對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析來確定結(jié)構(gòu)當(dāng)前的健康狀況[2,9]。由于工程上的結(jié)構(gòu)損傷通常比較細(xì)小而且隱蔽，其造成的結(jié)構(gòu)特性的變化一般在結(jié)構(gòu)的局部，對(duì)結(jié)構(gòu)宏觀力學(xué)性能的影響非常小，因此常規(guī)的結(jié)構(gòu)檢測(cè)、試驗(yàn)以及健康監(jiān)測(cè)一般很難發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的損傷。只有當(dāng)損傷程度比較嚴(yán)重的時(shí)候才表現(xiàn)出比較明顯的異常反應(yīng)，這時(shí)結(jié)構(gòu)的使用性能將明顯降低，甚至危及到結(jié)構(gòu)的安全使用。隨著大量的工程結(jié)構(gòu)建成并投入使用，加上材料的不斷老化以及結(jié)構(gòu)內(nèi)部的損傷不斷累積，及時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的健康狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估，并采用相應(yīng)的措施保證損傷結(jié)構(gòu)的使用安全，正日益成為工程領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)重要研究課題[3,

4、8,10]。其中，作為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)及安全評(píng)估中最為關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別研究有著十分重要的工程意義和現(xiàn)實(shí)意義。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述作為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中最為關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別技術(shù)也隨之逐漸地發(fā)展起來[3,4,6,8]。結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別本質(zhì)上是一個(gè)反問題[11,12]，即通過分析結(jié)構(gòu)在特定條件下的響應(yīng)，確定結(jié)構(gòu)的損傷。Rytter曾指出，結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別主要包括如下四個(gè)層次的內(nèi)容[7]：層次1：判斷結(jié)構(gòu)是否發(fā)生了損傷；層次2：在層次1的基礎(chǔ)上確定損傷的位置；層次3：在層次2的基礎(chǔ)上確定損傷的程度；層次4：在層次3的基礎(chǔ)上評(píng)估結(jié)構(gòu)的剩余使用壽命。近幾十年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別展

5、開了大量的研究，尤其是基于動(dòng)力測(cè)試的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法[3,4]，這些方法大多數(shù)都集中于解決Rytter所提出的前3個(gè)層次的問題，即識(shí)別損傷的存在，位置以及程度。第4個(gè)層次的問題涉及到斷裂力學(xué)、疲勞壽命分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)評(píng)定等多方面，處理起來要比前3個(gè)層次的方法復(fù)雜得多，目前在國(guó)際上關(guān)于這方面的研究以及成果也比較少。而且，迄今為止，在結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別領(lǐng)域還沒有一種方法能夠很好地解決上述前3個(gè)層次的識(shí)別問題，因此，目前的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究的主要任務(wù)還是集中在前3個(gè)層次的問題上，本文的研究也不例外。更多關(guān)于基于動(dòng)力測(cè)試的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的研究工作可見Doebling等人[3,4]在1996年的文獻(xiàn)綜述以及后來

6、Sohn等人[8]對(duì)1996年～2001年結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究成果的補(bǔ)充綜述。1.2.1結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法分類根據(jù)不同角度，可以將結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的方法分成不同的類別，下面對(duì)結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的主要分類進(jìn)行簡(jiǎn)要地回顧和總結(jié)。根據(jù)結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的方式及原理，損傷識(shí)別方法可以被分為局部方法和全局方法兩大類。傳統(tǒng)的局部損傷識(shí)別方法是采用現(xiàn)代的結(jié)構(gòu)無損檢測(cè)技術(shù)，對(duì)結(jié)構(gòu)局部進(jìn)行直接檢測(cè)，以此判斷被檢測(cè)部位是否存在損傷、確定損傷的程度及損傷的可能原因，并對(duì)結(jié)構(gòu)的使用狀況作出評(píng)估，包括聲學(xué)法、染色滲透劑法、電渦流法、光學(xué)反射鏡法、硬度檢測(cè)法、同位素法、泄漏檢測(cè)法、光學(xué)法、電磁擾動(dòng)法、噪聲測(cè)量(脈動(dòng)測(cè)量)法、脈沖-反射法、

7、射線成像法、超聲波法、熱學(xué)法、X-射線法以及目測(cè)法等等[14]。這種局部方法可以對(duì)結(jié)構(gòu)的外觀及某些局部特性進(jìn)行直接檢測(cè)，檢測(cè)的結(jié)果直觀，能在一定程度上反映結(jié)構(gòu)的損傷狀況。第二章基于結(jié)構(gòu)響應(yīng)向量的損傷識(shí)別基本思想2.1結(jié)構(gòu)響應(yīng)向量的定義結(jié)構(gòu)響應(yīng)向量就是以結(jié)構(gòu)在特定狀態(tài)下的若干個(gè)歸一化的結(jié)構(gòu)響應(yīng)量為元素所組成的多維空間向量。由于結(jié)構(gòu)的響應(yīng)既包括了結(jié)構(gòu)的靜力響應(yīng)，也包括了結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)，如結(jié)構(gòu)的應(yīng)變、位移、變形能以及結(jié)構(gòu)的自振