基于曲率模态法和柔度矩阵法的斜拉桥损伤识别对比研究

杨子杰　王华

摘要：现有桥梁损伤识别方法均自成一体，缺乏相互间的横向比较，识别效果的优劣难以确定。文章采用ANSYS软件建立不同位置、不同程度损伤的斜拉桥模型，对斜拉桥主梁的动力特性进行了分析，对比研究了两种损伤识别方法（曲率模态和柔度矩阵法）的灵敏性和定位准确性。结果表明：曲率模态法和柔度矩阵法对于斜拉桥主梁微小损伤均具有良好的灵敏性;曲率模态差随着损伤的严重程度而更大，柔度矩阵的变化率也更大，两种方法均能识别不同程度的损伤;通过观察曲率模态差在损伤位置的突变更易定位损伤位置。

关键词：曲率模态;柔度矩阵;斜拉桥;损伤识别

中国分类号：U448.27文章标识码：A250954

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大型桥梁的健康检测是保障桥梁服役安全的重要手段，对桥梁损伤进行识别、定位是桥梁健康检测的核心任务，损伤识别方法极为重要，其决定着桥梁健康检测的有效性和可靠性。

目前，发展较为成熟的大型桥梁损伤识别方法主要是基于动力学参数变化的方法，主要有频率法、振型、曲率模态法、柔度法和频响函数法等[1]。曲率模态法和柔度矩阵法被普遍认为是具有较好工程应用前景的损伤识别方法[2-3]，但二者对桥梁损伤识别特别是斜拉桥的适用性仍有待进一步探讨。此外，现有损伤识别方法的研究均自成一体，缺乏相互间的横向比较，识别效果的优劣难以确定。

为此，本文采用ANSYS建立不同位置、不同程度损伤的双塔斜拉桥模型，对斜拉桥主梁的动力特性进行了分析，对比分析两种损伤识别方法（曲率模态和柔度矩阵法）的灵敏性和定位准确性，深入了解这两种方法在斜拉桥主梁损伤识别中的适用性。……