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钢管混凝土拱桥具有较强的跨越能力和便于施工的优点,使得钢管混凝土拱桥日益向大跨度方向迈进。随着跨度的增大,许多问题随之而来,其中安全性问题尤为突出。工程结构在复杂的服役环境中常会遭受各种损伤,这些损伤的积累容易引发结构灾难性事故的发生,因此研究结构的早期损伤识别问题,对结构的安全性具有重要的实际意义。 本文以曲率模态为识别参数,针对具有多损伤区域的悬臂梁结构进行了损伤仿真分析。曲率模态是一种能够反映结构局部特征变化的模态参数,它可以通过结构的各阶振型得到,对局部结构变化的敏感性高于振型和频率。首先通过模态分析得到结构振型,再运用差分就可以得到曲率模态。从理论上讲,结构的局部裂缝或损伤必然会导致结构局部刚度降低,使得损伤处的曲率斜度增大,从而引起曲率模态振型数值发生突变。根据这一原理运用曲率模态可以检出结构存在的损伤。 梁结构损伤位置识别的柔度曲率法,既有高的灵敏度,又避免了使用原结构的模态参数,对于没有原始结构模态参数的损伤识别技术显得尤为重要。算法具有计算量小和简便易行的优点,而且仅需要低阶模态信息即可获得较好的识别效果。 小波变换具有在时域和频域内表征信号局部特性的能力,能够在不同尺度下对结构响应中的突变信号进行放大和识别。本文在曲率模态基础上,改进了一种基于小波变换的梁式结构损伤识别方法。利用双正交小波函数对损伤前后结构的曲率模态进行小波变换,通过小波变换系数的变化和分布情况建立了结构损伤指标,可判定损伤存在,确定损伤位置和估计损伤程度,并通过悬臂梁的数值模拟对该方法的可行性进行了验证。 利用ANSYS有限元通用软件,对一座下承式钢管混凝上拱桥进行了有限元模拟研究,求出了自振频率、振型等动力参数,对其振型特征进行了分析。由于主要受力构件是拱肋及吊杆,所以本文分别分析了拱肋L/2截面、L/4截面及8#吊杆不同损伤程度下的动力特性,得出结构整体动力特性的变化规律,并通过该动力特性变化规律实现了对拱肋及吊杆的损伤识别。桥梁实例分析说明采