基于自动化检测车的桥梁损伤识别理论与实践

目录
前言
第1章绪论1
1.1研究背景及意义1
1.2基于自动化检测车的桥梁损伤诊断国内外研究综述5
1.2.1桥梁模态识别5
1.2.2桥梁损伤识别8
1.2.3试验研究10
1.3本书的理论与实践11
第2章基于双车系统运行动采方式的桥梁结构损伤诊断理论13
2.1引言13
2.2理论基础14
2.2.1双车-桥系统响应理论解14
2.2.2考虑路面粗糙度的双车-桥系统响应理论解20
2.2.3带通滤波器24
2.2.4提取模态振型24
2.2.5基于改进直接刚度法的刚度识别25
2.3单轴车-桥耦合有限元模型27
2.4基于双车系统的桥梁节点刚度识别步骤30
2.5算例验证31
2.6参数分析34
2.6.1车速的影响34
2.6.2车体频率的影响34
2.6.3车辆阻尼的影响35
2.6.4桥梁阻尼比的影响37
2.6.5噪声的影响38
2.7损伤识别39
2.7.1单损伤40
2.7.2多损伤41
2.8本章小结42
第3章基于三车系统运行动采方式的桥梁结构损伤诊断理论44
3.1引言44
3.2理论基础45
3.2.1三车-桥系统响应理论解45
3.2.2考虑路面粗糙度的三车-桥系统响应理论解50
3.3基于三车系统的桥梁节点刚度识别步骤55
3.4算例验证55
3.4.1无路面粗糙度时简支梁刚度识别56
3.4.2考虑路面粗糙度时简支梁刚度识别58
3.5参数分析59
3.5.1车距的影响60
3.5.2车速的影响63
3.5.3车体频率的影响64
3.5.4车辆阻尼的影响65
3.5.5桥梁阻尼比的影响66
3.5.6噪声的影响67
3.5.7相同的检测车69
3.6损伤识别69
3.6.1单损伤69
3.6.2多损伤70
3.7本章小结72
第4章基于三车系统运行静采方式的桥梁结构损伤诊断理论Ⅰ73
4.1引言73
4.2理论基础74
4.2.1接触点响应理论74
4.2.2相邻两点传递率的理论推导75
4.2.3奇异值分解提取模态80
4.2.4接触点响应与车体响应关系80
4.3算例验证81
4.3.1接触点响应与车体响应计算刚度对比81
4.3.2初始条件为零和不为零两种情况下的计算刚度对比89
4.4参数研究92
4.4.1桥梁阻尼比的参数研究92
4.4.2车辆阻尼的参数研究95
4.4.3环境噪声的参数研究99
4.4.4外激励变化研究102
4.4.5路面粗糙度的参数研究106
4.5本章小结109
第5章基于三车系统运行静采方式的桥梁结构损伤诊断理论Ⅱ110
5.1引言110
5.2理论基础110
5.2.1单车-桥系统频率与桥梁模态关系的理论解110
5.2.2多车-桥系统频率与桥梁模态关系的理论解114
5.2.3基于车-桥系统频率的桥梁模态提取方法118
5.3算例验证119
5.3.1基于车-桥耦合单元的有限元模型构建119
5.3.2算例对比122
5.4参数分析128
5.4.1检测车质量129
5.4.2检测车车体频率131
5.4.3桥梁单元划分数量132
5.4.4频率测量误差133
5.4.5桥梁支座条件134
5.5损伤识别136
5.5.1单损伤137
5.5.2多损伤140
5.6本章小结143
第6章基于三车系统运行静采方式的桥梁结构损伤诊断理论Ⅲ144
6.1引言144
6.2理论基础144
6.2.1随机子空间法提取桥梁局部振型144
6.2.2基于传递率方法构造桥梁整体振型149
6.2.3主要工作流程图150
6.3算例验证150
6.3.1多点静止采集桥梁检测法识别步骤简介150
6.3.2车体信号与关联点信号损伤识别对比154
6.3.3前处理和两步法后处理介绍及对比分析156
6.4参数分析160
6.4.1桥梁阻尼比的参数分析160
6.4.2车辆阻尼的参数分析162
6.4.3环境噪声的参数分析164
6.4.4随机车辆的参数分析166
6.4.5路面粗糙度的参数分析169
6.5地震波作为外激励的分析171
6.6支座损伤的初步研究174
6.7高阶模态振型的初步识别175
6.8本章小结176
第7章工程试验验证177
7.1引言177
7.2典型试验桥梁177
7.3试验仪器178
7.3.1牵引车178
7.3.2单轴检测车179
7.3.3数据采集仪182
7.3.4加速度传感器183
7.3.5红外线扫描器185
7.4准备试验185
7.4.1检测车强迫振动试验185
7.4.2检测车动力试验189
7.4.3桥梁微振动试验190
7.4.4桥与车的传递性试验191
7.5双车系统运行动采方式下试验192
7.5.1信号的采集和处理192
7.5.2桥频的识别193
7.5.3模态振型提取与节点刚度反演195
7.5.4桥梁强度对比197
7.6三车系统运行动采方式下试验198
7.6.1信号的采集和处理198
7.6.2桥频的识别199
7.6.3模态振型提取与单元刚度反演201
7.6.4桥梁强度对比202
7.6.5桥梁挠度对比203
7.7三车系统运行静采方式下试验Ⅰ204
7.7.1信号的采集和处理204
7.7.2桥频的识别205
7.7.3模态振型提取与节点刚度反演206
7.7.4桥梁强度对比207
7.7.5桥梁挠度对比208
7.8三车系统运行静采方式下试验Ⅱ208
7.8.1信号的采集和处理208
7.8.2接触点响应计算209
7.8.3车-桥频率的识别210
7.8.4模态振型提取与节点刚度反演211
7.8.5桥梁强度对比213
7.9三车系统运行静采方式下试验Ⅲ213
7.9.1信号的采集和处理213
7.9.2兰花凼桥第四跨第一阶振型及节点刚度识别215
7.9.3跨中挠度对比217
7.10不同方式下对比分析217
7.11其他桥梁工程验证217
7.12本章小结217
第8章总结与展望219
8.1总结219
8.2展望220
参考文献222