基于静力荷载变动的大跨度梁式结构的损伤识别

提出了通过变动静力荷载的分布方式和作用位置来获取更多的测量信息，从而缓解待识别未知量与已知信息量不匹配的矛盾的想法。以大跨度的梁式结构为研究对象，考虑模型误差和测量噪声的影响，利用多组测量的静位移静应变数据实施对结构单元水平的损伤识别。本项目的研究将有助于推动损伤识别方法在实际工程结构的安全检测和健康监测中的应用，并将会由此产生较好的社会和经济效益。

梁式结构是土木工程中最常见的结构形式，保障梁式结构在整个结构系统中的安全的重要性是毋庸置疑的，对重要的公共建筑、生命线工程和指挥机关中的梁式结构安全进行定期的检测与损伤识别十分必要。在国家基金委的资助下，课题组主要做了几个方面的工作：（1）运用概率方法建立在静力荷载作用下的随机梁结构损伤识别模型。（2）提出基于随机有限元方法的随机梁结构静力损伤识别的改进计算方法。（3）研究了静力荷载位置的移动对结构损伤识别的影响。（4）将新的静力改进方法直接应用到实际桥梁的安全检测中。首先，采用这个静力改进方法之后，从数值分析结果看，损伤识别的精度提高较大，同时误判的情形也大大降低。通过对简支梁和多跨连续梁的算例分析来看，识别效果很好。课题组以前提出的损伤识别的统计方法中，都是假定真实结构模型为初始模型的均值样本，在静力改进方法中，我们将其推广到其它样本。研讨了静力荷载位置的移动对结构损伤识别的影响。为了从实际工程角度验证课题组提出方法的可行性，我们选取了湖北阳新县106国道上的一系列旧桥中的一座为对象进行了研究讨论。利用课题组提出的改进识别算法对该桥进行了损伤评定，并和常规评价方法做了对比，检验了所提方法在实际桥梁工程安全检测中的有效性。该项目的研究，对于推动损伤识别算法在大跨度梁结构损伤识别和健康监测中的实际应用具有重要意义。