橋梁結(jié)構(gòu)承載能力快速檢測

1、橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁結(jié)構(gòu)承載能力快速檢測橋梁結(jié)構(gòu)承載能力快速檢測評定方法探討評定方法探討 唐光武唐光武 招商局重慶交通科研設(shè)計院招商局重慶交通科研設(shè)計院2012014 4年年1 12 2月月 蘭州蘭州橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室重慶交通科研設(shè)計院重慶交通科研設(shè)計院橋梁與結(jié)構(gòu)工程分院簡介橋梁與結(jié)構(gòu)工程分院簡介國家山區(qū)公路工程技術(shù)研究中心橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)交通行業(yè)重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗

2、室 實驗室建成了世界領(lǐng)先水平實驗室建成了世界領(lǐng)先水平的軌道移動式大型地震模擬試的軌道移動式大型地震模擬試驗臺陣系統(tǒng)。驗臺陣系統(tǒng)。 是國內(nèi)唯一可開展長大橋是國內(nèi)唯一可開展長大橋梁三軸向多點激震等空間效應(yīng)梁三軸向多點激震等空間效應(yīng)研究的全橋模型實驗系統(tǒng)。研究的全橋模型實驗系統(tǒng)。 承擔(dān)了港珠澳跨海大橋、承擔(dān)了港珠澳跨海大橋、 廈漳跨海大橋等廈漳跨海大橋等1010余座橋梁的余座橋梁的抗震試驗，并承擔(dān)了路基、邊抗震試驗，并承擔(dān)了路基、邊坡、核電站、特高壓輸電設(shè)備、坡、核電站、特高壓輸電設(shè)備、民用建筑、輸氣管線、高鐵等民用建筑、輸氣管線、高鐵等工程的地震臺試驗。工程的地震臺試驗。橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點

3、實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室自主研制的大型工程索纜自主研制的大型工程索纜靜載和疲勞試驗系統(tǒng)，疲靜載和疲勞試驗系統(tǒng)，疲勞試驗?zāi)芰閯谠囼災(zāi)芰?5000kN（靜載（靜載+動載），靜載試動載），靜載試驗?zāi)芰轵災(zāi)芰?0000kN，具有，具有拉彎疲勞試驗功能，其加拉彎疲勞試驗功能，其加載噸位和試驗功能均處于載噸位和試驗功能均處于國際領(lǐng)先水平。完成了國國際領(lǐng)先水平。完成了國內(nèi)內(nèi)30余座大跨度橋梁拉索余座大跨度橋梁拉索疲勞試驗項目。疲勞試驗項目。橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室大型橋梁支座試驗系統(tǒng)大型橋梁支座試驗系統(tǒng) 最大試驗?zāi)芰ψ畲笤囼災(zāi)芰_(dá)到達(dá)到30000

4、kN30000kN，具，具有載荷控制和位移有載荷控制和位移控制兩種方式。可控制兩種方式。可進(jìn)行橋梁支座基本進(jìn)行橋梁支座基本力學(xué)性能試驗研究力學(xué)性能試驗研究及抗震性能試驗研及抗震性能試驗研究。究。 橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室 主要為橋梁檢測人員在檢測過程中提供作業(yè)平臺，裝備有橋梁檢測儀器主要為橋梁檢測人員在檢測過程中提供作業(yè)平臺，裝備有橋梁檢測儀器, ,用用于流動檢測和于流動檢測和( (或或) )維修作業(yè)的專用汽車。它可以隨時移動位置，能安全、快速、維修作業(yè)的專用汽車。它可以隨時移動位置，能安全、快速、高效地讓檢測人員進(jìn)入作業(yè)位置進(jìn)行流動檢測或維修作業(yè)。工作

5、時不影響交通而高效地讓檢測人員進(jìn)入作業(yè)位置進(jìn)行流動檢測或維修作業(yè)。工作時不影響交通而且可以在不收回臂架的情況下慢速行駛。且可以在不收回臂架的情況下慢速行駛。橋梁檢測車橋梁檢測車橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室多通道結(jié)構(gòu)試驗機(jī)多通道結(jié)構(gòu)試驗機(jī)5臺臺3000kN作動器作動器 共有共有22個結(jié)構(gòu)個結(jié)構(gòu)大噸位試驗作動器。大噸位試驗作動器。 與反力墻、反力地與反力墻、反力地板、反力架配套使板、反力架配套使用。用于大型結(jié)構(gòu)用。用于大型結(jié)構(gòu)的靜力、動力和疲的靜力、動力和疲勞試驗研究。勞試驗研究。橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室 實驗室購置了實驗

6、室購置了3 3臺人工氣候模臺人工氣候模擬設(shè)備，可對橋擬設(shè)備，可對橋梁材料或構(gòu)件進(jìn)梁材料或構(gòu)件進(jìn)行溫度、鹽霧、行溫度、鹽霧、噴 淋 、 日 照 、噴 淋 、 日 照 、 COCO2 2、凍融、碳化、凍融、碳化等等試驗。試驗。人工氣候老化箱人工氣候老化箱橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室 研究背景研究背景 理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ) 研究內(nèi)容研究內(nèi)容 結(jié)論結(jié)論橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室 我國公路建設(shè)規(guī)模龐大，目前公路總里程已達(dá)到387萬公里，公路橋梁已達(dá)到70萬座。到2020年，我國將新建110萬公里的公路網(wǎng)，4.5萬多公里的高速公路和20

7、余萬座橋梁，已是僅次于美國的世界第二橋梁大國。我國橋梁建設(shè)迅猛發(fā)展的同時，在橋梁養(yǎng)護(hù)、維修、監(jiān)測和管理等方面在一定程度上出現(xiàn)了相對滯后狀況，重大垮塌事故也時有發(fā)生。 綦江彩虹橋垮塌綦江彩虹橋垮塌鐵力市呼蘭河大橋坍塌鐵力市呼蘭河大橋坍塌 研究背景研究背景在役橋梁檢測評定在役橋梁檢測評定橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室 研究背景研究背景在役橋梁檢測評定在役橋梁檢測評定 橋梁快速檢測評定方面：橋梁工程師一直面臨著如何在不中斷交通或少中斷交通情況下，對交通繁忙的橋梁進(jìn)行檢測評定，如何對量大、面廣的中小跨徑橋梁進(jìn)行大面積快速評定的難題，這方面的研究還處于起步階段，還未有實

8、質(zhì)性的進(jìn)展。靜、動載試驗方面：橋梁結(jié)構(gòu)評定主要通過檢查、檢算、檢測，靜力試驗在橋梁結(jié)構(gòu)承載能力的檢測評定中已得到非常廣泛的應(yīng)用，被認(rèn)為是最可靠的方法之一，但存在測試時間長、費力和成本較高等缺點。橋梁結(jié)構(gòu)動力試驗方法與評定方法主要是通過動力測試得到橋梁的頻率、振型、阻尼、沖擊系數(shù)等動力參數(shù)，以評定橋梁的動力性能，但不能直接評價橋梁的承載能力，對于橋梁的承載能力評定只能起到輔助和補(bǔ)充的作用。 索支撐體系橋梁索力測試方面：我國建有大量的斜拉橋、懸索橋、吊桿拱橋等索支撐體系橋梁，在役橋梁索力檢測是非常重要的檢測內(nèi)容，目前短索索力的動力法測試還有待進(jìn)一步研究。橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)

9、動力學(xué)國家重點實驗室 模型可分為模型可分為解析模型和有限元模型解析模型和有限元模型。結(jié)構(gòu)建模的手段主要有兩。結(jié)構(gòu)建模的手段主要有兩種：理論建模和實驗建模。其中前者因?qū)Y(jié)構(gòu)物理特性、幾何特種：理論建模和實驗建模。其中前者因?qū)Y(jié)構(gòu)物理特性、幾何特性、連接狀態(tài)和約束條件等的簡化以及這些簡化過程中包含了諸性、連接狀態(tài)和約束條件等的簡化以及這些簡化過程中包含了諸多不確定因素而使得分析結(jié)果與實際測試結(jié)果出現(xiàn)偏差，在不少多不確定因素而使得分析結(jié)果與實際測試結(jié)果出現(xiàn)偏差，在不少情況下這種偏差會超出工程許可范圍。情況下這種偏差會超出工程許可范圍。 精確的解析模型或有限元模型作為橋梁損傷識別、健康監(jiān)測、精確的解析

10、模型或有限元模型作為橋梁損傷識別、健康監(jiān)測、結(jié)構(gòu)控制、結(jié)構(gòu)評估和診斷等方面的強(qiáng)有力的工具而受到廣泛的結(jié)構(gòu)控制、結(jié)構(gòu)評估和診斷等方面的強(qiáng)有力的工具而受到廣泛的重視。重視。 理論基礎(chǔ)基本思路基本思路橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室 理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)基本思路基本思路模型修正過程模型修正過程橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室 理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)基本思路基本思路用于模型修正的目標(biāo)參數(shù)選擇用于模型修正的目標(biāo)參數(shù)選擇1 1、靜力參數(shù)、靜力參數(shù)2 2、動力參數(shù)、動力參數(shù)橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室一、實測準(zhǔn)靜態(tài)廣義

11、影響線在橋梁一、實測準(zhǔn)靜態(tài)廣義影響線在橋梁 檢測評定中的應(yīng)用研究檢測評定中的應(yīng)用研究橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室基本原理：基本原理： 主要是采用測試值與有限元計算值之間的影響線殘差和頻率殘差及其相關(guān)函數(shù)作為修正目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)行有限元模型修正。 理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)基本思路基本思路本研究選擇動、靜多目標(biāo)參數(shù)用于模型修正本研究選擇動、靜多目標(biāo)參數(shù)用于模型修正橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室 理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)多目標(biāo)優(yōu)化處理多目標(biāo)優(yōu)化處理22m1i2eiaieim1i2eiaieiZZZZF(x)1Z k,1,2,i gggn,1,2,i

12、xxxs.t.xFmin UiiLiUiiLi加權(quán)平均處理多目標(biāo)優(yōu)化加權(quán)平均處理多目標(biāo)優(yōu)化變?yōu)閱文繕?biāo)約束優(yōu)化問題變?yōu)閱文繕?biāo)約束優(yōu)化問題橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室 理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)基本思路基本思路待修正結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇待修正結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇1 1、整體參數(shù)（幾何或材料）、整體參數(shù)（幾何或材料）2 2、局部參數(shù)（幾何或材料，需識別位置）、局部參數(shù)（幾何或材料，需識別位置） 3 3、邊界條件、邊界條件橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室 研究內(nèi)容研究內(nèi)容數(shù)值算例數(shù)值算例 I I2345678910119112913914915DAMDAMDA

13、ML=6.0mh=0.2mb=0.25m數(shù)值模型數(shù)值模型損傷單元損傷單元幾何參數(shù)幾何參數(shù)假設(shè)E1，E2和E3分別減少了20%，50%和30% 橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室 研究內(nèi)容研究內(nèi)容僅用影響線殘差修正僅用影響線殘差修正三個單元彈性模量的損傷值和修正值三個單元彈性模量的損傷值和修正值彈性模量彈性模量E1E2E3實際值（實際值（10e8Pa）256.00160.00224.00修正值（修正值（10e8Pa）255.39161.41223.59誤差誤差()-0.240.88-0.18橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室 研究內(nèi)容研

14、究內(nèi)容動、靜測試誤差對多目標(biāo)修正的影響動、靜測試誤差對多目標(biāo)修正的影響實際值與誤差值（假設(shè)有實際值與誤差值（假設(shè)有10%測試誤差）測試誤差） 實際值實際值誤差值誤差值誤差（誤差（%） 位移影響線位移影響線 -8.38e-3-9.22e-310.00基基 頻頻8.279.0910.00修修 正正 方方 法法E1(10e8Pa)誤差（誤差（%）E2(10e8Pa)誤差（誤差（%）E3(10e8Pa)誤差（誤差（%）實際值實際值256.00160.00224.00影影 響響 線線 法法211.6617.32191.7919.87195.57-12.69基基 頻頻 法法179.39-29.92225.

15、4040.88295.0731.7多多 目目 標(biāo)標(biāo) 法法（權(quán)系數(shù)（權(quán)系數(shù)1：1）211.81-17.26175.219.51235.014.92三種方法修正結(jié)果及誤差三種方法修正結(jié)果及誤差 橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室數(shù)值模型數(shù)值模型幾何參數(shù)幾何參數(shù) 研究內(nèi)容研究內(nèi)容數(shù)值算例數(shù)值算例 II1,2,3i ,C1)-(Tkiii橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室邊界條件的損傷值和修正值邊界條件的損傷值和修正值T1T2T3實際值實際值1000.001000.001000.00初始修正值初始修正值500.00500.00500.00修修

16、 正正 值值1002.751000.241007.98誤誤 差差 0.280.020.79 研究內(nèi)容數(shù)值算例 II橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室 研究內(nèi)容研究內(nèi)容準(zhǔn)靜態(tài)廣義影響線的定義準(zhǔn)靜態(tài)廣義影響線的定義準(zhǔn)靜態(tài)廣義影響線的的定義：通過慢速跑車，測得的結(jié)構(gòu)某一量值隨車輛位置變化的函數(shù)曲線。1）加載載荷不是單位荷載，而是具有四個或多個集中力的汽車荷載，作用點連續(xù)移動，方向和大小保持不變；2）廣義位移如位移、應(yīng)變和曲率等和廣義內(nèi)力如軸力、彎矩和扭矩等；3）動力效應(yīng)不很明顯，幾乎趨近于靜態(tài)響應(yīng)；4）結(jié)構(gòu)響應(yīng)是對應(yīng)于連續(xù)慢速的動態(tài)加載過程，相當(dāng)于多工況加載問題，可以掌

17、握更多的結(jié)構(gòu)信息。 影響線的定義：在豎向單位移動荷載作用下，結(jié)構(gòu)某一量值隨豎向單位荷載（P=1）位置移動而變化的函數(shù)曲線。橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室加載車道標(biāo)準(zhǔn)車道標(biāo)準(zhǔn)車道加載車道F=1F=1M 研究內(nèi)容研究內(nèi)容準(zhǔn)靜態(tài)廣義影響線的定義準(zhǔn)靜態(tài)廣義影響線的定義1 1、加載車輛一般為雙軸或者三軸重車，縱向兩列輪胎。、加載車輛一般為雙軸或者三軸重車，縱向兩列輪胎。2 2、對橋梁而言，一般通過左、中、右三次跑車進(jìn)行測試。、對橋梁而言，一般通過左、中、右三次跑車進(jìn)行測試。橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室 研究內(nèi)容研究內(nèi)容影響線快速測試系

18、統(tǒng)影響線快速測試系統(tǒng)基本原理：基本原理： 該系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)主要由脈沖信號激勵裝置、脈沖信號發(fā)射裝置和脈沖信號接收裝置組成；軟件系統(tǒng)記錄脈沖信號和控制截面待測量Z，然后利用脈沖信號計算其對應(yīng)的車輛位移，并繪制影響線。影響線快速測試系統(tǒng)影響線快速測試系統(tǒng)脈沖激勵裝置平面圖實測應(yīng)變影響線橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室面向測試對象的橋梁結(jié)構(gòu)有限元分析與模型修正軟件面向測試對象的橋梁結(jié)構(gòu)有限元分析與模型修正軟件系統(tǒng)界面系統(tǒng)界面 研究內(nèi)容研究內(nèi)容模型修正軟件模型修正軟件橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室基本原理：基本原理： 采用撓度（應(yīng)變）等

19、變形影響線及其對位置的一、二階導(dǎo)數(shù)識別結(jié)構(gòu)的損傷位置 ?；谟绊懢€的損傷敏感性指標(biāo)體系基于影響線的損傷敏感性指標(biāo)體系 050100150200250300350400450500-20-18-16-14-12-10-8-6-4-20 E=0.2E E=0.4E E=0.6E E=0.8E E=E Response Profile LinesLoad Position050100150200250300350400450500-0.15-0.10-0.050.000.050.10 E=0.2E E=0.4E E=0.6E E=0.8E E=E Response Profile LinesLoad

20、 Position (mm)0.00000.00050.00100.00150.00200.00251234501002003004005000.00000.00050.00100.00150.00200.0025E=EE=0.8EE=0.6EE=0.4EE=0.2ELocation sensitivity index Load Position一階導(dǎo)數(shù)一階導(dǎo)數(shù)影響線影響線二階導(dǎo)數(shù)二階導(dǎo)數(shù)損損 傷傷 研究內(nèi)容研究內(nèi)容損傷敏感性指標(biāo)損傷敏感性指標(biāo)損傷程度損傷程度橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室基于影響線的損傷敏感性指標(biāo)體系基于影響線的損傷敏感性指標(biāo)體系 多損傷識別

21、多損傷識別 研究內(nèi)容研究內(nèi)容損傷敏感性指標(biāo)損傷敏感性指標(biāo)完好模型和損傷模型完好模型和損傷模型損傷位置損傷位置橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室基于影響線的損傷敏感性指標(biāo)體系基于影響線的損傷敏感性指標(biāo)體系 一階導(dǎo)數(shù)一階導(dǎo)數(shù)影響線影響線二階導(dǎo)數(shù)二階導(dǎo)數(shù)010203040-25-20-15-10-505 應(yīng)變 (ue)位置(m)B4#-cd2忠縣烏楊大橋全景 010203040-2024 位置靈敏度位置(m)B4#-cd2 研究內(nèi)容研究內(nèi)容損傷敏感性指標(biāo)損傷敏感性指標(biāo)010203040-10123 位置靈敏度位置(m)B4#-cd2橫隔梁橫隔梁 橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重

22、點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室基于準(zhǔn)靜態(tài)廣義影響線的橋梁承載能力基于準(zhǔn)靜態(tài)廣義影響線的橋梁承載能力快速評定方法快速評定方法直接對比評定法直接對比評定法 :直接對比測試影響線和計算影響線來評定橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力。模型修正評定法模型修正評定法 :用實測的準(zhǔn)靜態(tài)廣義影響線數(shù)據(jù)來修正有限元模型，用修正后的有限元模型來預(yù)測結(jié)構(gòu)的響應(yīng)情況并對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行評定。研究意義：研究意義：上述評定法可以為橋梁結(jié)構(gòu)檢測評定上述評定法可以為橋梁結(jié)構(gòu)檢測評定提供更多的信息，豐富和完善常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)評定方提供更多的信息，豐富和完善常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)評定方法，為不中斷交通或少中斷交通以及超重車過橋評法，為不中斷交通或少中斷

23、交通以及超重車過橋評定提供了快速評定的手段。定提供了快速評定的手段。 改進(jìn)部分改進(jìn)部分 研究內(nèi)容研究內(nèi)容應(yīng)用研究應(yīng)用研究直接檢算評定法直接檢算評定法 :直接利用測試影響線進(jìn)行荷載組合來評定橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力。橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室024681012141618202224262830020406080 cd3-B1# cd3-B3# cd3-B4# cd3-B6#QSIL(ue)load path010203040-50-40-30-20-100Position(m) T-B1# D-B1# T-B2# D-B2# T-B3# D-B3# T-B4#

24、D-B4# T-B5# D-B5# QSIL(UE) 研究內(nèi)容研究內(nèi)容應(yīng)用研究應(yīng)用研究橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室忠縣烏楊大橋全景 010203040-30-20-10010 QSIL(ue)Position(m) B1#-1 B1#-2 B2#-1 B2#-2 B3#-1 B3#-2 B4#-1 B4#-2 B5#-1 B5#-2邊界條件約束狀況修正邊界條件約束狀況修正影響線殘差影響線殘差簡支梁（扭轉(zhuǎn)自由度完全放松）簡支梁（扭轉(zhuǎn)自由度完全放松）36.48 36.48 固定端（所有自由度度約束）固定端（所有自由度度約束）5.51 5.51 彈性支撐（扭轉(zhuǎn)自由

25、度不完全放約束）彈性支撐（扭轉(zhuǎn)自由度不完全放約束）1.89 1.89 研究內(nèi)容研究內(nèi)容應(yīng)用研究應(yīng)用研究橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室忠縣烏楊大橋全景 梁號梁號2 2車正載車正載4 4車正載車正載實測實測(ue)(ue)預(yù)測值預(yù)測值(ue)(ue)誤差誤差% %實測值實測值(ue)(ue)預(yù)測值預(yù)測值(ue)(ue)誤差誤差% %B1#B1#-30-30-29.3-29.32.33 2.33 -58-58-54.3-54.36.38 6.38 B2#B2#-28-28-27.1-27.13.21 3.21 -55-55-54.2-54.21.45 1.45 B3

26、#B3#-26-26-28.4-28.4-9.23 -9.23 -57-57-56.6-56.60.70 0.70 B4#B4#-31-31-28.1-28.19.35 9.35 -61-61-56.8-56.86.89 6.89 B5#B5#-27-27-27.2-27.2-0.74 -0.74 -55-55-57.4-57.4-4.36 -4.36 修正模型預(yù)測與靜載試驗對比分析修正模型預(yù)測與靜載試驗對比分析 梁梁 號號加載位加載位1 1加載位加載位2 2加載位加載位3 3加載位加載位4 4組合值組合值實測值實測值誤差誤差% %B1#B1#-3.74-3.74-23.57-23.57-3.

27、06-3.06-23.21-23.21-53.57-53.57-58-587.637.63B2#B2#-8.46-8.46-19.11-19.11-7.48-7.48-18.86-18.86-53.91-53.91-55-551.981.98B3#B3#-13.23-13.23-13.57-13.57-11.57-11.57-14.10-14.10-52.47-52.47-57-577.947.94B4#B4#-18.66-18.66-11.29-11.29-16.62-16.62-11.35-11.35-57.93-57.93-61-615.045.04B5#B5#-21.31-21.31-

28、5.03-5.03-19.85-19.85-4.80-4.80-50.99-50.99-55-557.297.294 4車加載值與準(zhǔn)靜態(tài)廣義影響線組合值對比車加載值與準(zhǔn)靜態(tài)廣義影響線組合值對比( (單位單位: :) ) 研究內(nèi)容研究內(nèi)容應(yīng)用研究應(yīng)用研究橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室梁梁 號號3 3車正載車正載6 6車正載車正載實測實測(ue)(ue)預(yù)測值預(yù)測值(ue)(ue)誤差誤差(%)(%)實測值實測值(ue)(ue)預(yù)測值預(yù)測值(ue)(ue)誤差誤差(%)(%)1#1#303026.7426.74-10.86-10.86575756.1656.16-

29、1.47-1.472#2#373734.1134.11-7.82-7.82747471.6871.68-3.13-3.133#3#404039.4639.46-1.36-1.36838383.2383.230.280.284#4#444443.0943.09-2.07-2.07959590.7690.76-4.47-4.475#5#424245.2145.217.647.64909094.4994.494.994.996#6#434343.1843.180.420.42888890.7490.743.113.117#7#404039.7039.70-0.76-0.76787883.1883.1

30、86.656.658#8#393934.4734.47-11.60-11.60737371.6171.61-1.91-1.919#9#292927.1527.15-6.37-6.37525256.0856.087.857.85修正模型預(yù)測與靜載試驗對比分析 長壽長江大橋南引橋邊跨 020406080100120140160180200220403020100B9#B8#B7#B6#B1#B2#B3#B4#B5# QSIL(UE)DISTANCE T-QSIL U-QSIL騎中線跑車?yán)碚撚嬎阒担―-QSIL）與測試值（T-QSIL）對比分析 研究內(nèi)容研究內(nèi)容應(yīng)用研究應(yīng)用研究橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家

31、重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室忠縣龍洞大橋全景 0510152025303540-30-25-20-15-10-505 QSIL(ue)Load path(m) cd-1-1# cd-2-1# cd-1-2# cd-2-2# cd-1-3# cd-2-3# cd-1-4# cd-2-4# cd-1-5# cd-2-5#梁號梁號加載位加載位1 1加載位加載位2 2加載位加載位3 3加載位加載位4 4組合值組合值實測值實測值誤差誤差% %1#1#-2.87 -2.87 -28.97 -28.97 -2.94 -2.94 -29.69 -29.69 -64.48 -64.48 -62-6

32、23.99 3.99 2#2#-8.56 -8.56 -27.26 -27.26 -6.11 -6.11 -27.95 -27.95 -69.88 -69.88 -76-76-8.05 -8.05 3#3#-15.36 -15.36 -17.84 -17.84 -15.74 -15.74 -18.29 -18.29 -67.23 -67.23 -69-69-2.28 -2.28 4#4#-22.78 -22.78 -13.43 -13.43 -23.35 -23.35 -13.77 -13.77 -73.34 -73.34 -69-696.60 6.60 5#5#-27.70 -27.70 -

33、4.26 -4.26 -28.39 -28.39 -4.37 -4.37 -64.72 -64.72 -62-625.06 5.06 4車正載實測值與影響線組合值對比 研究內(nèi)容研究內(nèi)容應(yīng)用研究應(yīng)用研究橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室二、索支撐體系橋梁索力測試二、索支撐體系橋梁索力測試技術(shù)研究技術(shù)研究橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室 專題專題4-代表性成果代表性成果2高精度的長短索索力識別方法高精度的長短索索力識別方法基本原理：基本原理：采用遺傳等識別算法修正拉采用遺傳等識別算法修正拉索有限元模型中索有限元模型中:索力索力T、彎曲剛

34、度、彎曲剛度EI、線密度線密度 A A、邊界條件、邊界條件Ky,K等，多參數(shù)等，多參數(shù)識別問題。識別問題。 自振頻率與拉索參數(shù)為自振頻率與拉索參數(shù)為：f fj j = = f fj j ( (T T, , A A, , EI EI , , K K y y , , K K ) )njjMEASjFEMjffwJ12)(目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)遺傳等識別算法遺傳等識別算法索力識別流程索力識別流程橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室長短索索力識別系統(tǒng)界面長短索索力識別系統(tǒng)界面選擇各階頻率選擇各階頻率 輸入識別參數(shù)輸入識別參數(shù) 橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家

35、重點實驗室 研究內(nèi)容研究內(nèi)容工程應(yīng)用研究工程應(yīng)用研究拉索拉索設(shè)計索力（設(shè)計索力（kN） 計算索力（計算索力（kN） 偏差偏差上游上游SSC2850865205 2.34%上游上游SSC2750335161 2.55%上游上游SSC2649345148 4.34%下游下游SSC2850865069 -0.33%下游下游SSC2750334958 -1.48%下游下游SSC2649345071 2.78%上游上游NSC2849075168 5.32%上游上游NSC2748194744 -1.55%上游上游NSC2648164793 -0.49%下游下游NSC2849074796 -2.26%下游下

36、游NSC2748194744 -1.55%下游下游NSC2648164734 -1.70%重慶夔門大橋重慶夔門大橋橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室固結(jié)索索力識別的公式化固結(jié)索索力識別的公式化公公式式化化背背景景固支索力解析公式固支索力解析公式鉸支索力鉸支索力解析公式解析公式AiTlAEIlii222222ATlii經(jīng)典弦張力經(jīng)典弦張力解析公式解析公式數(shù)值識別方法：效率低、數(shù)值不穩(wěn)數(shù)值識別方法：效率低、數(shù)值不穩(wěn)定、結(jié)果可靠性差定、結(jié)果可靠性差公式化識別方法：效率高、可操作公式化識別方法：效率高、可操作性強(qiáng)、利于大規(guī)模采用性強(qiáng)、利于大規(guī)模采用有限元法、優(yōu)化識別算法、有限元法、優(yōu)化識別算法、特征求解特征求解橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)國家重點實驗室固結(jié)索索力識別的公式化固結(jié)索索力識別的公式化0,222244ttxyAxtx