Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nhận diện Hư hại trong Các cầu Dây treo Dài Dưới Tác động của Nhiều Kích thích Hỗ trợ
Tóm tắt
Nhiều kích thích hỗ trợ (MSE) đã được áp dụng để nghiên cứu ảnh hưởng của chúng đến phản ứng động của các cầu dây treo lớn span do các mối đe dọa liên quan đến động đất. Các phương pháp xác định hệ thống khác nhau bao gồm phương pháp độ cong hình dạng mode và phương pháp năng lượng biến dạng mode đã được áp dụng như các kỹ thuật giám sát sức khỏe để kiểm soát hiệu suất của các hệ thống cấu trúc khác nhau và phát hiện bất kỳ thiếu sót nào có thể xảy ra. Phần mềm ABAQUS đã được sử dụng cho phân tích động lực của cầu và các kết quả thu được được sử dụng để xác định các đặc tính động của cầu bằng cách áp dụng chương trình "Matlab". Phương pháp đã được xác minh được sử dụng để phát hiện một số thiệt hại được gây ra cố ý cho cầu được xem xét. Một hàm đồng nhất hiện có được sử dụng để tạo ra các đầu vào động đất cần thiết cho các hỗ trợ khác nhau của cầu. Sau đó, phương pháp dựa trên năng lượng phản ứng biến dạng được sử dụng để phát hiện một số thiệt hại được gây ra cố ý cho một cầu được xem xét dưới ảnh hưởng của MSE. Kết quả cho thấy rằng phương pháp dựa trên năng lượng biến dạng phát hiện chính xác các thiệt hại trong tất cả các chế độ thiệt hại có thể, và hiệu ứng của sự thay đổi không thể bị bỏ qua. Hơn nữa, sự khác biệt trong các tham số động của cầu trong hai chế độ kích thích hỗ trợ đơn và nhiều là không đáng kể và sự khác biệt không ảnh hưởng đến các kết quả của các phương pháp giám sát sức khỏe được áp dụng trong nghiên cứu này. Nói chung, phương pháp độ cong hình dạng mode sẽ không phải là một phương pháp chính xác để phát hiện thiệt hại trong mô hình được chọn. Do đó, chỉ số năng lượng dựa trên phương pháp phản ứng gia tốc không phải là một phương pháp chính xác để phát hiện thiệt hại. Cuối cùng, chỉ số năng lượng dựa trên phương pháp phản ứng biến dạng là một phương pháp chính xác phát hiện thiệt hại trong tất cả các chế độ thiệt hại có thể, so với các phương pháp khác. Theo các kết quả thu được, giá trị cắt tối đa tại hai hỗ trợ đầu của cầu trong trường hợp kích thích không đồng nhất tăng trung bình khoảng 25% và đối với các tháp, trung bình khoảng 23% so với trường hợp kích thích đồng nhất. Sự dịch chuyển tối đa của tháp trong chế độ MSE lớn hơn 33% so với chế độ kích thích hỗ trợ đơn (SSE). Khi cầu trải qua MSE, ứng suất trong các cáp tăng trung bình 10%.
Từ khóa
#kỹ thuật xây dựng #cầu dây treo #động lực học cấu trúc #phân tích năng lượng #giám sát hư hạiTài liệu tham khảo
Hamdan A, Sultan MTH, Mustapha F (2019) Structural health monitoring of biocomposites, fibre-reinforced composites, and hybrid composite. Woodh Publ Ser Compos Sci Eng. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102291-7.00011-3
Wilson C, Lonkar K, Roy S, Kopsaftopoulos F, Chang FK (2018) Structural health monitoring of composites. Comprehen Compos Mater II 7:382–407. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803581-8.10039-6
Hughes AJ, Bull LA, Gardner P, Barthorpe RJ, Dervilis N, Worden K (2022) On risk-based active learning for structural health monitoring. Mech Syst Signal Process. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2021.108569
Mishra M, Lourenço PB, Ramana GV (2022) Structural health monitoring of civil engineering structures by using the internet of things: a review. J Build Eng. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.103954
Sofi A, Regita JJ, Rane B, Lau HH (2022) Structural health monitoring using wireless smart sensor network—an overview. Mech Syst Signal Process 163
Ozer E, Feng MQ (2020) Structural health monitoring. In: Start-Up Creation (Second Edition), The Smart Eco-Efficient Built Environment, Woodhead Publishing Series in Civil and Structural Engineering, pp 345–367. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-819946-6.00013-8
Sun JM, Li JQ, Yang FG (2013) Seismic performance analysis of tower lines system under multiple support excitation. Adv Mater Res 732–733:1085–1089. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.732-733.1085
Ghobarah A, Aziz TS, El-Attar M (1995) Response of transmission lines to multiple support excitation. J Eng Struct 18(12):936–946. https://doi.org/10.1016/s0141-0296(96)00020-x
Novak MS, Lazarevic D, Atalic J, Uros M (2019) Influence of Multiple-support excitation on seismic response of reinforced concrete arch bridges. Appl Sci. https://doi.org/10.3390/app10010017
Leimbach KR, Sterkel HP (1980) Comparison of multiple support excitation solution techniques for piping systems. Nucl Eng Des 57:295–307. https://doi.org/10.1016/0029-5493(80)90108-9
Bayraktar A, Altunişik AC, Türker T (2016) Structural condition assessment of birecik highway bridge using operational modal analysis. Int J Civ Eng 14:35–46. https://doi.org/10.1007/s40999-016-0010-9
Breccolotti M, Natalicchi M (2021) Bridge damage detection through combined quasi-static influence lines and weigh-in-motion devices. Int J Civ Eng. https://doi.org/10.1007/s40999-021-00682-0
Vieira M, Henriques E, Snyder B, Reis L (2022) Insights on the impact of structural health monitoring systems on the operation and maintenance of offshore wind support structures. Struct Saf. https://doi.org/10.1016/j.strusafe.2021.102154
Dasilva S, Jimenez-Suarez A, Rodríguez E, Prolongo SG (2021) Quality assessment and structural health monitoring of CNT reinforced CFRP and Ti6Al4V multi-material joints. Mater Design. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2021.110118
Lambinet F, Sharif Khodaei Z (2022) Measurement platform for structural health monitoring application of large scale structures. Measurement. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2021.110675
Kaloop MR, Eldiasty M, Hu JW (2022) Safety and reliability evaluations of bridge behaviors under ambient truck loads through structural health monitoring and identification model approaches. Measurement. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2021.110234
Ierimonti L, Cavalagli N, Venanzi I, García-Macías E, Ubertini F (2021) A transfer Bayesian learning methodology for structural health monitoring of monumental structures. Eng Struct. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2021.113089
Maes K, Meerbeeck LV, Reynders EPB, Lombaert G (2022) Validation of vibration-based structural health monitoring on retrofitted railway bridge KW51. Mech Syst Signal Process. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2021.108380
Xu Z, Wu Z (2007) Energy damage detection strategy based on acceleration responses for long-span bridge structures. J Eng Struct 29:609–617. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2006.06.004
Xu ZD, Liu M, Wu Z, Zeng X (2011) Energy damage detection strategy based on strain responses for long-span bridge structures. J Bridg Eng 16(5):644–652. https://doi.org/10.1061/(ASCE)BE.1943-5592.0000195
Xiang J, Matsumoto T, Wang Y, Jiang Z (2013) Detect damages in conical shells using curvature mode shape and wavelet finite element method. Int J Mech Sci 66:83–93. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2012.10.010
West WM (1986) Illustration of the use of modal assurance criterion to detect structural changes in an orbiter test specimen, Document ID 19870041253, NTRS-NASA Technical Reports Server, TX. https://ntrs.nasa.gov/citations/19870041253
Lieven NAJ, Ewins DJ (1988) Spatial correlation of mode shapes: the coordinate modal assurance criterion (COMAC (1988). In: Proceedings of the 6th International Modal Analysis Conference (IMAX VI), Kissimmee Florida, USA.
Huang Q, Crosetto M, Monserrat O, Crippa B (2017) Displacement monitoring and modelling of a high-speed railway bridge using C-band Sentinel-1 data. J Photogram Remote Sens 128:204–211. https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2017.03.016
Ramadan O, Novak M (1993) Simulation of spatially incoherent random ground motions. J Eng Mech. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9399(1993)119:5(997)
Clough RW, Penzien J (1975) Dynamics of structures. Second Edition. McGraw-Hill Inc., New York. (ISBN-13: 978–8123926636, ISBN-10: 8123926634)
Zhong J, Jeon JS, Ren WX (2018) Risk assessment for a long-span cable-stayed subjected to multiple support excitations. Eng Struct J 176:220–230. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2018.08.107
Soliman HO, Datta TK (1996) Response of overground pipelines to random ground motion. J Eng Struct 18(7):537–545. https://doi.org/10.1016/0141-0296(95)00124-7
Hindi A, Novak M (1980) Pipeline response to random ground motion. J Eng Mech Div ASCE 106(2):339–360. https://ascelibrary.org/doi/10.1061/JMCEA3.0002588
Konakli K (2011) Stochastic dynamic analysis of bridges subjected to spatially varying ground motions. Ph.D. Dissertation, University of California, Berkeley, https://escholarship.org/uc/item/7qj3d5hz
Ramadan O, Novak M (1994) Simulation of multidimensional, anisotropic ground motions. J Eng Mech. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9399(1994)120:8(1773)
Nazmy AS (1987) Nonlinear earthquake-response analysis of cable-stayed bridges subjected to multiple-support excitations, Princeton University ProQuest Dissertations Publishing, 1987. 8724794. NJ, USA, https://www.proquest.com/docview/303619041?pq-origsite=gscholar&fromopenview=true
Nazmy AS, Abdle-Ghaffar AM (1990) Non-linear earthquake-response analysis of long-span cable-stayed bridges: applications. Earthq Eng Struct Dynam 19:63–76. https://doi.org/10.1002/EQE.4290190107
Wu X (2014) A study of nonlinear time history analysis vs. current codes analysis, procedure of comparing linear dynamic demand with nonlinear static, capacity for ordinary standard bridge. In: Proceedings of the 10th Asia Pacific Transportation Development Conference, Beijing, China https://doi.org/10.1061/9780784413364.058