基于经济建设目的的桥梁结构损伤检测的应用

2017-04-14□孙虎

山西农经 2017年21期

关键词：静态数值观测

□孙虎

(陕西国防工业职业技术学院陕西西安 710300)

基于经济建设目的的桥梁结构损伤检测的应用

□孙虎

(陕西国防工业职业技术学院陕西西安 710300)

本文提出应用可观测技术来处理桥梁中的损伤检测从其在静态荷载试验下的结构响应。不同于以前，基于这种技术的符号方法的作品，本文提出了其第一数值应用。为此目的，提出了一种新的算法，其减少由于计算机的精度的缺乏产生的不可避免的数字错误。

结构；可观测性；损伤；检测

结构系统识别（SSI）可用于基于现场结构响应来识别实际结构中的损伤。足够的损伤检测方法必须能够定位和量化实际结构中的损伤。一旦可以使用有限元模型（FEM）来模拟损伤，提高其精度并帮助维护期间的决策过程。

静态荷载试验SSI方法从1990年代引起了很多关注。Sanayei和Scampoli（1991）通过使基于静态稳定的误差函数最小化来估计结构性结构。在这项工作中，迭代识别程序被用来自动调整基本条件参数损伤检测。Sanayei和Onipede（1991）提出了基于静态测试测量的参数识别的位移方程误差函数的基于迭代优化的算法。为了处理不完全的测量，冷凝程序提出。这种方法由 Sanayei，Onipede 和 Babu（1992）使用来确定测量误差的影响。

1 SSI可观测性技术

矩阵中的未知参数的确定导致非线性问题，因为这些参数乘以节点的位移（在2D中，与水平和垂直偏移和旋转相关联节点）。这意味着可能出现变量的非线性乘积，例如为了以线性形式求解这些方程，其中变量的乘积位于位移的修改矢量中，并且修正的固定矩阵，根据已知的信息，向量的未知变量可以是上面给出的非线性乘积，以及单个变量的其他因子，一旦引入边界条件和施加在节点的无损检测中，我们可以假设的子集，通过静态冷凝过程，系统可以划分如下：

矩阵必须满足系统具有解的一些条件。系统的一个特定的解决方案是与齐次方程组的解集的解决方案，列矩阵元素的线性空间任意值，代表所有可能的线性组合的系数。

对矩阵的检查和其空行的识别导致向量的可观察变量（具有唯一解的变量的子集）的识别。为了获得矩阵，我们需要计算矩阵的零空间。观测参数的值可以通过求解系统在数值上获得。然而，可以使用利用在刚度矩阵中的波束的连通性的递归过程来优化所需的偏移的数量。以这种方式，当在初始可观测性分析中观察到任何偏移，力或结构参数时，该信息可以通过递归过程来帮助观察相邻波束中的新参数。在该分析中，在观察性分析中连续地引入观察信息作为输入数据。

2 可观测性技术的应用数值

由于估计的精度在很大程度上取决于FEM的几何形状，所以该部分还包括一些准则以解决假设用于损伤检测的FEM的有效定义。SSI所需的测量集的大小取决于FEM中未知的连接的数量。显然，该数字越大，所需测量的数量越大。在FEM-1.2和2.2的情况下，需要四个旋转（w2，w3，w6 和 w7），而在 FEM-1.1和 2.1 中，该数量增加到六个（w2，w3，w5，w6，w7 和w8）。这些参数的值可以从静态测试中的节点旋转的增量获得。

三个未知的刚度（如FEM.1.2和2.2），最大偏差分别降低到0.01和.006%。重要的是要强调，这些模型的估计的准确性显着高于该方法所呈现的准确性，此外，通过较低的NM并且不需要来自等效的未损坏结构的任何信息来获得该精度。

为了定位损伤，测量内部节点的垂直偏移。这导致在未损坏和损坏的结构的内部点处测量多个垂直偏移。从这些偏差，使用拉普拉斯算子来估计分析和测量的位移曲率的变化。灰色关系系数分析显示损伤位置。然而，该分析没有提供关于它们的量值的信息。

为了通过可观察性技术获得足够的SSI，必须测量60°偏转或旋转（该数目对应于未知的光谱特性的数目）。精度的不足可能是由于不同的事实，如测量噪声。这个问题将在不久的将来由作者解决。