基于自動化檢測車的橋梁損傷識別理論與實踐

目錄
前言
第1章緒論1
1.1研究背景及意義1
1.2基于自動化檢測車的橋梁損傷診斷國內(nèi)外研究綜述5
1.2.1橋梁模態(tài)識別5
1.2.2橋梁損傷識別8
1.2.3試驗研究10
1.3本書的理論與實踐11
第2章基于雙車系統(tǒng)運行動采方式的橋梁結(jié)構(gòu)損傷診斷理論13
2.1引言13
2.2理論基礎(chǔ)14
2.2.1雙車-橋系統(tǒng)響應(yīng)理論解14
2.2.2考慮路面粗糙度的雙車-橋系統(tǒng)響應(yīng)理論解20
2.2.3帶通濾波器24
2.2.4提取模態(tài)振型24
2.2.5基于改進直接剛度法的剛度識別25
2.3單軸車-橋耦合有限元模型27
2.4基于雙車系統(tǒng)的橋梁節(jié)點剛度識別步驟30
2.5算例驗證31
2.6參數(shù)分析34
2.6.1車速的影響34
2.6.2車體頻率的影響34
2.6.3車輛阻尼的影響35
2.6.4橋梁阻尼比的影響37
2.6.5噪聲的影響38
2.7損傷識別39
2.7.1單損傷40
2.7.2多損傷41
2.8本章小結(jié)42
第3章基于三車系統(tǒng)運行動采方式的橋梁結(jié)構(gòu)損傷診斷理論44
3.1引言44
3.2理論基礎(chǔ)45
3.2.1三車-橋系統(tǒng)響應(yīng)理論解45
3.2.2考慮路面粗糙度的三車-橋系統(tǒng)響應(yīng)理論解50
3.3基于三車系統(tǒng)的橋梁節(jié)點剛度識別步驟55
3.4算例驗證55
3.4.1無路面粗糙度時簡支梁剛度識別56
3.4.2考慮路面粗糙度時簡支梁剛度識別58
3.5參數(shù)分析59
3.5.1車距的影響60
3.5.2車速的影響63
3.5.3車體頻率的影響64
3.5.4車輛阻尼的影響65
3.5.5橋梁阻尼比的影響66
3.5.6噪聲的影響67
3.5.7相同的檢測車69
3.6損傷識別69
3.6.1單損傷69
3.6.2多損傷70
3.7本章小結(jié)72
第4章基于三車系統(tǒng)運行靜采方式的橋梁結(jié)構(gòu)損傷診斷理論Ⅰ73
4.1引言73
4.2理論基礎(chǔ)74
4.2.1接觸點響應(yīng)理論74
4.2.2相鄰兩點傳遞率的理論推導(dǎo)75
4.2.3奇異值分解提取模態(tài)80
4.2.4接觸點響應(yīng)與車體響應(yīng)關(guān)系80
4.3算例驗證81
4.3.1接觸點響應(yīng)與車體響應(yīng)計算剛度對比81
4.3.2初始條件為零和不為零兩種情況下的計算剛度對比89
4.4參數(shù)研究92
4.4.1橋梁阻尼比的參數(shù)研究92
4.4.2車輛阻尼的參數(shù)研究95
4.4.3環(huán)境噪聲的參數(shù)研究99
4.4.4外激勵變化研究102
4.4.5路面粗糙度的參數(shù)研究106
4.5本章小結(jié)109
第5章基于三車系統(tǒng)運行靜采方式的橋梁結(jié)構(gòu)損傷診斷理論Ⅱ110
5.1引言110
5.2理論基礎(chǔ)110
5.2.1單車-橋系統(tǒng)頻率與橋梁模態(tài)關(guān)系的理論解110
5.2.2多車-橋系統(tǒng)頻率與橋梁模態(tài)關(guān)系的理論解114
5.2.3基于車-橋系統(tǒng)頻率的橋梁模態(tài)提取方法118
5.3算例驗證119
5.3.1基于車-橋耦合單元的有限元模型構(gòu)建119
5.3.2算例對比122
5.4參數(shù)分析128
5.4.1檢測車質(zhì)量129
5.4.2檢測車車體頻率131
5.4.3橋梁單元劃分數(shù)量132
5.4.4頻率測量誤差133
5.4.5橋梁支座條件134
5.5損傷識別136
5.5.1單損傷137
5.5.2多損傷140
5.6本章小結(jié)143
第6章基于三車系統(tǒng)運行靜采方式的橋梁結(jié)構(gòu)損傷診斷理論Ⅲ144
6.1引言144
6.2理論基礎(chǔ)144
6.2.1隨機子空間法提取橋梁局部振型144
6.2.2基于傳遞率方法構(gòu)造橋梁整體振型149
6.2.3主要工作流程圖150
6.3算例驗證150
6.3.1多點靜止采集橋梁檢測法識別步驟簡介150
6.3.2車體信號與關(guān)聯(lián)點信號損傷識別對比154
6.3.3前處理和兩步法后處理介紹及對比分析156
6.4參數(shù)分析160
6.4.1橋梁阻尼比的參數(shù)分析160
6.4.2車輛阻尼的參數(shù)分析162
6.4.3環(huán)境噪聲的參數(shù)分析164
6.4.4隨機車輛的參數(shù)分析166
6.4.5路面粗糙度的參數(shù)分析169
6.5地震波作為外激勵的分析171
6.6支座損傷的初步研究174
6.7高階模態(tài)振型的初步識別175
6.8本章小結(jié)176
第7章工程試驗驗證177
7.1引言177
7.2典型試驗橋梁177
7.3試驗儀器178
7.3.1牽引車178
7.3.2單軸檢測車179
7.3.3數(shù)據(jù)采集儀182
7.3.4加速度傳感器183
7.3.5紅外線掃描器185
7.4準備試驗185
7.4.1檢測車強迫振動試驗185
7.4.2檢測車動力試驗189
7.4.3橋梁微振動試驗190
7.4.4橋與車的傳遞性試驗191
7.5雙車系統(tǒng)運行動采方式下試驗192
7.5.1信號的采集和處理192
7.5.2橋頻的識別193
7.5.3模態(tài)振型提取與節(jié)點剛度反演195
7.5.4橋梁強度對比197
7.6三車系統(tǒng)運行動采方式下試驗198
7.6.1信號的采集和處理198
7.6.2橋頻的識別199
7.6.3模態(tài)振型提取與單元剛度反演201
7.6.4橋梁強度對比202
7.6.5橋梁撓度對比203
7.7三車系統(tǒng)運行靜采方式下試驗Ⅰ204
7.7.1信號的采集和處理204
7.7.2橋頻的識別205
7.7.3模態(tài)振型提取與節(jié)點剛度反演206
7.7.4橋梁強度對比207
7.7.5橋梁撓度對比208
7.8三車系統(tǒng)運行靜采方式下試驗Ⅱ208
7.8.1信號的采集和處理208
7.8.2接觸點響應(yīng)計算209
7.8.3車-橋頻率的識別210
7.8.4模態(tài)振型提取與節(jié)點剛度反演211
7.8.5橋梁強度對比213
7.9三車系統(tǒng)運行靜采方式下試驗Ⅲ213
7.9.1信號的采集和處理213
7.9.2蘭花凼橋第四跨第一階振型及節(jié)點剛度識別215
7.9.3跨中撓度對比217
7.10不同方式下對比分析217
7.11其他橋梁工程驗證217
7.12本章小結(jié)217
第8章總結(jié)與展望219
8.1總結(jié)219
8.2展望220
參考文獻222