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钪刑幪幙梢姡谡麄€交通運輸網(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，由此可知對橋梁進行健康監(jiān)測就顯得十分重要。本文以石河大橋為研究對象，針對該橋的健康監(jiān)測進行了相關方面的研究。
　　首先，要對橋梁進行健康監(jiān)測需要有橋梁的監(jiān)測數(shù)據(jù)。針對石河大橋進行實地監(jiān)測不便的實際情況，采用一種了基于

2、GPRS遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋O(jiān)測系統(tǒng)，這樣保證監(jiān)測中心能夠遠程及時準確的獲得橋梁的監(jiān)測數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)作為后續(xù)相關工作的試驗數(shù)據(jù)樣本。
　　其次，要對橋梁進行健康狀態(tài)分析需要有一個與實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結構狀況建立了有限元模型，以監(jiān)測數(shù)據(jù)為試驗數(shù)據(jù)樣本，并采用基于均勻設計法和響應面相法結合的模型修正方法對已有的有限元模型進行修正，通過靜力荷載試驗數(shù)據(jù)對比可知，修正后的模型所獲得的數(shù)據(jù)與實測數(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確性。
　　最后，以修正后的石河大橋有限元模型為基礎，施加運營階段閾值計算所需的荷載，得到橋梁相關位置的極限應力值，并依據(jù)石河大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)設定預警值，根據(jù)該預警值可以評估橋梁當前的健康狀態(tài)。
　　本文綜合運用了GPRS遠程數(shù)據(jù)傳輸技術與有限元分析技術實現(xiàn)了橋梁的遠程動態(tài)健康監(jiān)測。其中建修正后的有限元模型與實際橋梁的吻合程度很高，因而可作為相關理論研究工作（傳感器優(yōu)化布設、損傷識別等）