【摘 要】
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桥梁结构地震响应模型不仅能用于地震作用下桥梁损伤的识别与判断,还能为桥梁抗震设计提供新思路,因此对桥梁结构地震响应建模方法研究具有很高的现实意义。传统的地震响应分
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桥梁结构地震响应模型不仅能用于地震作用下桥梁损伤的识别与判断,还能为桥梁抗震设计提供新思路,因此对桥梁结构地震响应建模方法研究具有很高的现实意义。传统的地震响应分析方法有静力分析法与时程分析法。前者因忽略高阶振型,分析结果存在较大误差;后者因参数计算困难,难以被推广使用。随着桥梁健康监测的发展,大量的监测数据被采集,这满足了神经网络算法的数据条件,而神经网络算法是一种自适应高度非线性建模方法。因此,本文引入神经网络算法中的LSTM网络,对某斜拉桥地震响应进行建模。然后提出基于桥梁结构地震响应模型的损伤识别方法,将本文所建的模型应用于损伤识别领域。主要研究如下:1.收集地震动与桥梁响应数据,建立数据库。首先根据桥梁响应数据特征提出数据选取规则;然后以此规则收集地震动及桥梁响应时程数据,对收集到的数据进行预处理与统计分析;将处理后的数据做成数据库用于后续的神经网络建模。2.利用LSTM网络对桥梁结构的地震响应进行建模。首先介绍了LSTM网络的基本数学原理与搭建步骤;然后对基于LSTM网络桥梁结构地震响应建模方法的可行性进行分析;之后设计LSTM网络计算图,根据计算图建立地震动-索塔响应模型与地震动-箱梁响应模型;最后通过相关性分析与相干函数分析对模型结果的误差来源进行探讨,为以后的研究提供思路。3.将本文建立的桥梁结构地震响应模型应用于损伤识别领域。首先,将KL散度作为损伤指标,建立损伤判别基准范围;然后计算模型预测响应与初始响应的KL散度值,将计算得到的KL散度值与基准范围进行对比判断桥梁的健康状态;最后根据模态分析法对本文提出的损伤识别方法进行验证。
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