陈　刚,　郑七振

(上海理工大学 环境与建筑学院,上海　200093)



基于小波变换的钢桁梁桥损伤识别数值分析

陈刚,郑七振

(上海理工大学 环境与建筑学院,上海200093)

随着国民经济的发展,目前国内大量在役桥梁结构存在超负荷运营、维护保养不到位等状况.为了便于及时修缮和加固,急需采取有效技术手段定期开展桥梁检测并评估其安全状况.因此,许多专家学者进行了损伤识别方法和监测技术研究,虽然取得了很多研究成果[1-4],但由于理论研究和监测技术还不够成熟,而且桥梁的结构形式较多,还有很多问题需深入研究.

结构一旦发生损伤,相应的模态参数会发生局部突变[5-7],而小波分析又对奇异性信号的检测和识别非常敏感[8-12].因此,本文拟以钢桁梁桥有限元模型为研究对象,探索基于曲率模态理论和小波分析相结合的损伤识别方法在钢桁梁桥结构监测中的适用性.

1理论原理

本文所研究的钢桁梁桥可简化为梁式结构,主要受到竖向荷载作用,以梁的受弯变形为主.梁的位移模态振型可以通过试验直接测得,其曲率模态振型则需对位移模态二次差分近似计算,公式为

(1)

式中:φ″i,j为第j阶i节点的曲率模态;φi-1,j,φi,j,φi+1,j为i-1,i,i+1这3个节点的第j阶位移模态;l为节点间距;m为截断模态阶数.

在桥梁结构振动中低阶模态起主导作用,且在动力试验测试中低阶模态的测量精度容易得到保证,因此只需考察少量的低阶模态.

采用小波分析技术,将各阶曲率模态……