《基於有限元模型確認的橋樑結構機率損傷識別方法研究》是依託東南大學，由宗周紅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於有限元模型確認的橋樑結構機率損傷識別方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：宗周紅
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
橋樑結構系統本身及模擬的很多不確定性、監測系統測量誤差和噪聲干擾等複雜因素，給橋樑結構的早期損傷識別帶來很大的困難，使之成為橋樑健康監測和安全評估的瓶頸。基於模型確認的橋樑結構機率損傷識別方法研究課題，緊密結合橋樑健康監測，研究能夠反映橋樑結構損傷局部化特點的敏感損傷特徵指標及其統計分布規律；結合有限元模型確認技術和機率統計方法，研究基於確認有限元模型的橋樑結構機率損傷診斷方法；以混凝土簡支梁橋和連續剛構橋模型的地震模擬振動台損傷試驗來驗證方法的有效性，同時結合實橋健康監測系統驗證平台，探索實橋早期損傷診斷的可行性。本課題研究可以套用於橋樑結構健康監測、損傷識別和安全評估，對於橋樑健康監測具有重要的理論意義和實用價值。
結題摘要
橋樑健康監測與安全評估一直是國內外土木工程屆的研究熱點和關注焦點之一，但是橋樑結構的早期損傷診斷已經成為制約橋樑健康監測健康發展的瓶頸之一。相對於確定性的損傷識別，基於機率統計理論框架的損傷識別方法能夠更好地反應損傷問題的不確定性本質；不確定性量化和傳遞是當前模型驗證和確認（V&V ）所關注的焦點，但是，還沒有能夠對大型複雜橋樑結構系統的不確定性進行精確量化和損傷識別。本課題的特色是緊密結合橋樑健康監測，研究基於模型確認的橋樑結構機率損傷識別方法，主要研究內容如下：(1)研究能夠反映橋樑結構損傷局部化特點的敏感損傷特徵指標及其統計分布規律；(2)環境因素和結構參數的不確定性在模型修正&確認過程中的量化和傳遞分析；(3)結合有限元模型確認技術和機率統計方法，研究基於有限元模型修正和確認的橋樑結構機率損傷識別方法；(4)以橋樑結構模型試驗和實橋健康監測來驗證所建議損傷識別方法的有效性。 項目取得的主要成果如下：(1)提出基於模態應變能變化率的單元損傷指標和比例阻尼系統的損傷識別方法；(2)建立基於回響面模型修正和模態應變能變化率的損傷識別方法；(3)建立了實際運行狀態下新沂河大橋車輛荷載模型；(4)建立了基於兩階段回響面和支持向量機的結構多尺度模型修正&確認方法，實現了不確定性參數正反向傳遞；(5)建立基於模型修正&確認的橋樑結構機率損傷識別和評估方法；(6)建立了基於實際運行荷載的灌河大橋疲勞可靠性分析方法，可供實橋疲勞評估參考；(7)開展了大跨度橋樑（包括斜拉橋、連續剛構橋和連續梁橋）的地震模擬振動台多台陣試驗研究，積累了大量的試驗數據，可為結構機率損傷識別方法提供必要的試驗驗證。項目研究成果在京滬高速新沂河大橋和瀋海高速灌河大橋監測與評估中得到了推廣套用，並受到業主好評。 在國內外一流刊物上發表了7篇SCI檢索論文、14篇EI檢索論文和5篇核心期刊論文；並出版專著2部、提出發明專利4個。在人才培養方面：已畢業博士生2名、在讀博士生2名；已畢業碩士生9名、在讀碩士生1名；項目組成員之一王浩博士獲得獲得2014年教育部新世紀人才支持計畫項目資助，並晉升研究員，夏樟華博士晉升副研究員。 本項目的研究成果可以套用於橋樑結構健康監測、損傷識別和安全評估，對於橋樑健康監測具有重要的理論意義和實用價值。
