基于混沌动力学理论的在役桥梁安全评估的方法

摘要

本发明公开了一种基于混沌动力学理论的在役桥梁安全评估的方法，1)确定系统振动方程发生混沌时桥梁结构的理论临界参数；2)提取混沌指标并求得各混沌指标的混沌指标熵；3)根据理论临界参数对混沌指标熵进行标定，4)采用混沌指标熵对混沌指标的当前值进行演化，根据混沌指标熵与结构抗力之间的映射关系，将混沌指标的当前值的演化过程映射为结构抗力的演化过程，即可对桥梁结构的当前安全状态进行评价；本发明的有益技术效果是：利用桥梁营运期间环境随机激励下的振动响应信息所体现的系统混沌特性，来对桥梁结构安全进行评价，解决了传统监测信息的局部性与桥梁结构的整体性无法统一的矛盾。

主权项

1.一种基于混沌动力学理论的在役桥梁安全评估的方法，其特征在于：1)根据被测桥梁结构的系统振动方程选取符合被测桥梁结构形式的自由度作为系统振动方程中的各个矩阵的阶数；采用Melnikov方法确定系统振动方程发生Smale意义下的混沌时桥梁结构的理论临界参数；2)从实际监测数据中提取混沌指标，求得各混沌指标的混沌指标熵；3)根据理论临界参数对混沌指标熵进行标定，得到混沌指标熵与理论临界参数条件下的结构抗力之间的映射关系，使得按混沌时间序列获得的混沌指标熵的演化过程反映结构抗力的演化过程；4)以某一时间段为周期，定时提取当前监测数据所对应的混沌指标的当前值，采用混沌指标熵对混沌指标的当前值进行演化，根据混沌指标熵与结构抗力之间的映射关系，将混沌指标的当前值的演化过程映射为结构抗力的演化过程，即可对桥梁结构的当前安全状态进行评价；其中，[M]、[C]、[K]分别是质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵；{x}分别是加速度向量、速度向量、位移向量；{F(t)}是载荷向量，也即激励阵。