基于损伤敏感指标的斜拉桥结构损伤定位研究.pdf

第25卷第5期Vol.25No.5工程力学

2008年5月May2008ENGINEERINGMECHANICS163

文章编号：1000-4750(2008)05-0163-07

基于损伤敏感指标的斜拉桥结构损伤定位研究

*
张清华，李乔，唐亮

(西南交通大学土木工程学院，四川，成都610031)

摘要：研究斜拉桥结构的损伤位置识别问题。首先根据斜拉桥结构的受力特点，将其视为由斜拉索、主梁以及
索塔组成的组合结构，对于斜拉索和主梁分别提出了广义模态应变能指标、位移灰关联指标以及索力变异指标等
多种损伤敏感指标，并就观测噪声水平和损伤程度耦合影响下各损伤敏感指标的定位效果进行了系统研究。为提
高存在观测噪声条件下损伤识别的可靠性和准确性，将证据理论引入损伤位置判别的决策过程，提出了基于多源
损伤证据的损伤定位方法，实现了基于多源损伤信息的损伤定位。通过算例验证了所提出方法的有效性和优越性。
关键词：斜拉桥；损伤识别；损伤位置识别；损伤敏感指标；证据理论
中图分类号：TU317;U448.27文献标识码：A

STUDYONSTRUCTURALDAMAGELOCATIONIDENTIFICATIONBY
DAMAGEINDICESFORCABLE-STAYEDBRIDGES

*ZHANGQing-hua,LIQiao,TANGLiang

(SchoolofCivilEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu,Sichuan610031,China)

Abstract:Thedamagelocationmethodbydamagelocatingindicesofcable-stayedbridgeispresented.The
cable-stayedbridgeisregardedasacompositestructurecomposedofcables,girdersandthepylononaccountof
itsmechanicsproperties.Thegeneralizedmodalstrainenergyindex,thedisplacementgreyincidenceandthe
cabletensionindexarepresentedforthedamagelocationidentificationofcable-stayedbridges.Thecoupling
impactofthemeasurementnoiselevelanddamageextentonidentificationresultsissystemicallystudied.
Evidencetheoryisintroducedintothedamagelocatingprocedure,andthedamagelocationidentificationmethod
basedonmultipledamageevidenceisestablished.Thenthedamagelocationidentificationthroughmultiple
damageevidenceiscarriedoutbymeansofevidencetheory.Thefeasibilityandeffectivenessoftheproposed
methodaredemonstratedbynumericalexamples.
Keywords:cable-stayedbridge;damageidentification;damagelocationidentification;damagelocatingindex;
evidencetheory

损伤敏感指标法属于无反演损伤识别方法的监测。已有研究表明[1,3]：损伤敏感指标的识别效果
范畴。该方法可以避免反问题求解所带来的困难和与结构形式、损伤类型、损伤程度以及观测噪声水
由此导致的较大的计算工作量，能够用于结构损伤平等因素密切相关。但现有研究主要集中在损伤敏
状态的实时监测，是分阶段损伤识别方法实施的基感指标的构造上，而对各指标在损伤程度和观测噪
础[1]。同时，损伤敏感指标法作为重要的损伤识别声耦合影响下的定位效果缺乏研究。本文以斜拉桥
方法也能够自成体系[2]，用于结构损伤识别和健康结构的损伤定位问题为研究对象，首先根据其受力

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收稿日期：2006-07-21；修改日期：2008-01-19
作者简介：*张清华(1975―)，男，河南虞城人，讲师，博士，主要研究方向为桥梁结构损伤识别(E-mail:[e-mail])；
李乔(1954―)，男，黑龙江铁力人