文档介绍：河南大学
硕士学位论文
在役钢筋混凝土桥梁损伤辨识及寿命预测研究
姓名:张利伟
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:鲍鹏
2011-06
摘要
摘要
在交通日益发达的今天,各种交通方式发挥着各自重要的作用,其中作为公路、铁
路、城市和农村道路以及水利建设中跨越各种障碍物且具有承载能力的重要结构物——
桥梁在交通运输中占据着日益重要的地位。近几十年来,我国已经修建了大量的桥梁,
特别是在现代高级公路以及城市高架道路的修建。桥梁作为生命线系统的重要组成部
分,在国民经济和国防建设中占有显著地位,是交通运输的咽喉,因此对其结构性能及
运营状况需提出了更高的要求。为更好的保护人民财产安全,迅速有效地辨识出桥梁结
构损伤位置和损伤程度,及时对桥梁结构做出剩余寿命预测,已经成为工程界的热点之
一。
本文主要叙述了目前桥梁损伤辨识研究领域和寿命预测的现状及发展趋势,详细介
绍了本文课题研究背景和主要研究内容。
目前为止,进行桥梁损伤辨识比较理想的方法就是基于曲率模态理论的桥梁损伤辨
识方法。曲率模态作为一种能够反映结构局部特征变化的模态参数,可以通过桥梁结构
的各阶振型差分得到。通过理论分析可知,桥梁结构的局部损伤如裂缝、钢筋锈蚀等,
不会造成结构质量的明显变化,但是会直接导致结构局部的刚度下降,从而引起曲率模
态振型曲线和曲率模态差曲线发生突变,这就为曲率模态理论进行桥梁损伤辨识提供了
理论支持。
在役桥梁结构的剩余寿命的预测也是亟待解决的问题。本文运用时变可靠度理论,
根据结构的衰减规律,详述实桥结构的剩余寿命预测计算方法和步骤。基于可靠性理论
方法进行剩余寿命预测有其基本特点:可利用可靠度指标或失效概率来统一描述结构的
安全水平,使预测结果更加精确和稳定。
本文具体研究内容如下:
1、介绍桥梁损伤辨识和寿命预测的现状和发展趋势及有限元理论基础,详述曲率模
态及曲率模态差理论。
2、分析研究曲率模态、曲率模态差在简支桥、连续梁桥损伤辨识中的变化趋势,得
出曲率模态、曲率模态差在损伤结构中的规律。
3、利用曲率模态、曲率模态差在损伤结构的规律,参照许沟特大桥的有关数据,
I
在役钢筋混凝土桥梁损伤辨识及寿命预测研究
建立有限元模型,详细模拟支座、跨中等处损伤,进行损伤辨识,并进一步得出曲
率模态和曲率模态差在实桥损伤的规律和自身特点。
4、基于时变可靠度理论,详述实桥剩余寿命预测的方法和步骤。

关键词:损伤,曲率模态,有限元,寿命预测

II
ABSTRACT
ABSTRACT
Increasingly developed in traffic today, played their various modes of transportation an important role,
which as a road, railway, urban and rural roads and water conservancy construction across a variety of
obstacles and has a carrying capacity of important structures - bridge traffic Transport to occupy an
increasingly important role. In recent decades, China has built a large number of bridges, especially in the
modern high-level construction of highways and urban viaducts. Bridge as an important part of the lifeline
system, in the national economy and national defense building occupies a prominent place, the
transportation of the throat, so its performance and operational status of the structure to be put forward
higher requirements. To better protect people and property, quickly