橋梁健康監(jiān)測有限元模型修正方法的研究.pdf

1、橋梁在我們?nèi)粘Ｉ钪刑幪幙梢?，它在整個交通運(yùn)輸網(wǎng)中扮演著重要的角色。然而，隨著橋梁的服役時間的增長，其自身材料特性會有不同程度的退化，加之橋梁的損傷累積，橋梁承載能力就會不斷降低，一旦橋梁發(fā)生事故就會造成難以估量損失，由此可知對橋梁進(jìn)行健康監(jiān)測就顯得十分重要。本文以石河大橋?yàn)檠芯繉ο?，針對該橋的健康監(jiān)測進(jìn)行了相關(guān)方面的研究。
　　首先，要對橋梁進(jìn)行健康監(jiān)測需要有橋梁的監(jiān)測數(shù)據(jù)。針對石河大橋進(jìn)行實(shí)地監(jiān)測不便的實(shí)際情況，采用一種了基于

2、GPRS遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋O(jiān)測系統(tǒng)，這樣保證監(jiān)測中心能夠遠(yuǎn)程及時準(zhǔn)確的獲得橋梁的監(jiān)測數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)作為后續(xù)相關(guān)工作的試驗(yàn)數(shù)據(jù)樣本。
　　其次，要對橋梁進(jìn)行健康狀態(tài)分析需要有一個與實(shí)際橋梁相吻合的有限元模型。本文中依據(jù)石河大橋?qū)嶋H結(jié)構(gòu)狀況建立了有限元模型，以監(jiān)測數(shù)據(jù)為試驗(yàn)數(shù)據(jù)樣本，并采用基于均勻設(shè)計(jì)法和響應(yīng)面相法結(jié)合的模型修正方法對已有的有限元模型進(jìn)行修正，通過靜力荷載試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比可知，修正后的模型所獲得的數(shù)據(jù)與實(shí)測數(shù)據(jù)的誤差基本控制在

3、3％以內(nèi)，說明修正后的模型具有很高的準(zhǔn)確性。
　　最后，以修正后的石河大橋有限元模型為基礎(chǔ)，施加運(yùn)營階段閾值計(jì)算所需的荷載，得到橋梁相關(guān)位置的極限應(yīng)力值，并依據(jù)石河大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)定預(yù)警值，根據(jù)該預(yù)警值可以評估橋梁當(dāng)前的健康狀態(tài)。
　　本文綜合運(yùn)用了GPRS遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)與有限元分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)了橋梁的遠(yuǎn)程動態(tài)健康監(jiān)測。其中建修正后的有限元模型與實(shí)際橋梁的吻合程度很高，因而可作為相關(guān)理論研究工作（傳感器優(yōu)化布設(shè)、損傷識別等）