基于曲率模态面积差方比的桥梁结构损伤识别
2021-12-07周志祥
公路交通科技 2021年11期
吴 桐,唐 亮,周志祥
(1.重庆交通大学 省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室,重庆 400074;2.深圳大学 土木与交通工程学院,广东 深圳 518060)
0 引言
桥梁在运营中极易受到来自外部环境和桥梁自身结构和材料老化等不利因素带来的影响,使其无法达到设计预期寿命。如果没有及时检测到这些结构中的损伤,则可能导致损伤加剧,甚至发生灾难性的后果。因此,结构健康监测(Structural Health Monitoring, SHM)对于保证桥梁结构在其使用寿命中的安全至关重要[1-2]。
目前对桥梁的损伤识别方法大致可以分为3类:(1) 基于动力参数的损伤识别方法:如振型、频率等[3-4];(2) 基于静力参数的损伤识别方法,如挠度、应变等[5-8];(3) 基于动-静力参数的综合方法。在基于动力参数的方法中,振动系统的特性可以用固有频率、振型、阻尼等参数来描述。结构发生损伤将会引起自振特性改变,因此可以通过模态分析所得到的模态参数的改变来判断结构是否损伤并对损伤定位。
在利用曲率模态进行损伤识别方面,国内外学者已经进行了大量研究。Pandey等[9]人提出用曲率模态进行损伤识别的方法,并采用中心差分近似法,由位移模态计算曲率模态。Wahab等[10]人采用曲率模态法对一个实桥进行了损伤识别,研究了模态曲率变化在预应力混凝土桥梁损伤检测中的应用。郑明刚等[11]人将曲率模态用于桥梁状态监测,结果表明,曲率模态对结构损伤较为敏感,能够反映桥梁的局部状态变化,可以用来检测损伤位置及损伤程度,且高阶的曲率模态对结构损伤的敏感性要优于低阶的曲率模态。……
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