[发明专利]基于子结构灵敏度分析的船撞桥荷载与损伤同步识别方法

摘要

本发明公开了一种基于子结构灵敏度分析的船撞桥荷载与损伤同步识别方法，属于土木工程大型结构检测领域。该方法包括：首先获得布置在实际工程结构中的加速度传感器的实时数据，利用加速度均方根控制图实时判断船撞桥事件是否发生，如果发生船撞桥事件则利用加速度均方根进行定位；当利用加速度均方根判断有船撞桥事件发生时，利用基于灵敏度分析的模型修正方法同步识别船撞桥荷载和损伤。本发明通过模型修正方法同步识别船撞桥荷载和损伤，避免了事故发生后利用大量仪器设备进行损伤识别从而消耗大量时间这一问题，能够极大地提高船撞桥荷载与损伤识别的效率和精度，具有较强的实用性，在桥梁健康监测中发挥重要作用。

主权项

1.一种基于子结构灵敏度分析的船撞桥荷载与损伤同步识别方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将桥梁节点作为测点，获得实际桥梁测点处的实时加速度数值，计算每个测点处的加速度均方根，若某个测点处的加速度均方根超出指定值，则认为该测点处有船撞桥事件发生；(2)若判断有船撞桥事件发生，则采用契比雪夫正交项表示未知船撞桥荷载，用单元刚度系数表示结构整体刚度，从而得到用契比雪夫正交项和单元刚度系数表示的有船撞桥事件发生时桥梁的结构运动方程；(3)求解步骤(2)得到的结构运动方程，得到结构节点处的动力响应，包括位移、速度和加速度；(4)求出计算得到的动力响应和实际动力响应间的差值，建立关于契比雪夫正交项系数和结构刚度系数的目标函数表达式；(5)计算结构动力响应基于契比雪夫正交项系数和单元刚度系数的灵敏度矩阵，使步骤(4)的目标函数逐渐变小并收敛；(6)解得契比雪夫正交项系数和结构刚度系数，代入步骤(2)的结构运动方程得到船撞桥荷载，并根据结构刚度系数判断桥体损伤程度：结构刚度系数小于1，表示碰撞后单元刚度小于碰撞前单元刚度；结构刚度系数大于1，表示碰撞后单元刚度大于碰撞前单元刚度；结构刚度系数等于1则表示碰撞后单元刚度等于碰撞前单元刚度。