桁架拱桥结构健康监测与安全性评估
发布时间：2022-02-13 14:13
随着传感器采集技术、网络传输技术及计算机分析技术的不断取得突破性的发展,使得人们对于处在运营期内的桥梁进行实时监测的设备及理论日趋完善。然而如何有效的利用健康监测系统实时采集到的响应信息简单、快速、准确的对桥梁的运营状态做出评估,一直是目前的研究的热点。本文综合研究分析了国内外大型桥梁监测系统的组成、功能及评估方法,并以某桁架拱桥结构健康监测系统为例,较为系统的研究了结构健康监测系统的设计施工、实时采集的响应信息与结构性能,主要研究内容如下:1)分析组合式桁架拱桥的结构特点,对比分析国内外大型监测系统与常规监测系统的不同,针对性的提出适合组合式桁架拱桥结构特点的结构健康监测系统,并对对监测项目的选取、测点位置的确定及优化布置等方面进行细致的研究。2)分析汇总已安装的结构健康监测系统中常见的系统故障及数据异常,并提出相应的判断及处理方法。同时对采集到的实时数据进行预处理分析,研究变化规律,得出桥梁运营过程中的实际荷载工况。同时通过对各监测数据之间的相关性进行分析,对桁架拱桥的受力特点进行分析,判定影响该桁架拱桥结构可靠性的主要因素。3)基于实测的结构动力特性数据对按照图纸建立的原始有限元...
【文章来源】：河北建筑工程学院河北省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 桥梁健康监测系统的国内外研究及应用现状
1.3 研究内容
第2章 桁架拱桥结构健康监测系统的研究
2.1 概述
2.2 工程概况
2.3 组合式桁架拱桥的力学特性及常见病害
2.3.1 组合式桁架拱桥结构力学特性
2.3.2 组合式桁架拱桥的主要病害
2.4 特大桥系统与常规桥梁系统的区别
2.5 健康监测系统设计原则及目标
2.5.1 设计原则
2.5.2 设计目标
2.6 监测系统框架
2.7 监测项目的确定
2.8 监测位置的确定
2.8.1 测点布置的原则
2.8.2 测点优化布设的原则
2.8.3 测点的选取方法
2.9 监测系统的安装调试
2.10 评估系统的组成
2.11 小结
第3章 监测数据的预处理
3.1 概述
3.2 监测系统常见故障及判定方法
3.3 监测数据常见的问题及处理意见
3.4 实测数据的规律性研究
3.4.1 温度数据分析
3.4.2 应力(应变)数据分析
3.4.3 车流量数据分析
3.4.4 车重统计分析
3.5 应力与温度的相关性分析
3.6 结构变形与温度/荷载的相关性分析
3.7 小结
第4章 基于动力特性的有限元模型修正
4.1 概述
4.2 有限元模型的优化方法
4.3 模型介绍及优化
4.3.1 桥梁初始有限元模型建立
4.3.2 实测动力特性参数
4.3.3 模态对比分析
4.3.4 基于带修正参数灵敏度的桁架拱桥的动力特性模型优化
4.4 小结
第5章 基于健康监测数据的结构安全性分析
5.1 概论
5.2 基于传感器测点之间的关联性分析的损伤定位
5.2.1 关联性的原理
5.2.2 关联度模型
5.2.3 位置关联性的特点
5.2.4 基于关联度的损伤识别
5.2.5 计算与应用
5.3 基于监测数据下的构件安全等级评估
5.3.1 可靠度理论
5.3.2 可靠度指标
5.3.3 基于实测数据下的构件的可靠度计算
5.4 基于温度及车辆荷载作用下的桥梁承载能力评估
5.4.1 极限承载能力验算依据
5.4.2 极限承载能力验算
5.5 针对组合式桁架拱桥的管养建议
5.5.1 组合式桁架拱桥结构存在问题及影响结构可靠性的主要问题
5.5.2 针对于组合式桁架拱桥的监测养护建议
5.6 小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
攻读硕士期间科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Design and application of structural health monitoring system in long-span cable-membrane structure[J]. Tang Teng,Yang Dong-Hui,Wang Lei,Zhang Jian-Ren,Yi Ting-Hua. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2019(02)
[2]基于监测数据的系杆拱桥有限元模型修正[J]. 李元吉. 公路与汽运. 2018(04)
[3]基于有限元模型修正技术的复杂索拱体系施工稳定性[J]. 戴轩奥,张其林,罗晓群. 计算机辅助工程. 2018(01)
[4]基于监测数据标准场构建的桥梁结构状态评估方法研究[J]. 殷杰,张宇峰,彭家意. 现代交通技术. 2017(02)
[5]连续刚构桥健康监测系统概述[J]. 陆松. 科技创新与应用. 2015(07)
[6]高速电主轴传热机理及温度测点优化分析[J]. 魏效玲,张宝刚,陈华,尉鹤缤. 煤矿机械. 2015(01)
[7]基于监测数据的桥梁结构可靠性评估[J]. 焦美菊,孙利民,李清富. 同济大学学报(自然科学版). 2011(10)
[8]基于新奇检测技术的斜拉索状态评估[J]. 王修勇,温青,杨琪,余进修,贺雄伟. 公路交通科技. 2011(09)
[9]东营黄河公路大桥工程监测系统设计[J]. 李惠,杨光焕,马玉文,张通,欧进萍. 公路交通科技(应用技术版). 2008(10)
[10]桥梁温度测量系统的设计、开发及应用[J]. 符欲梅,朱永,陈伟民,黄尚廉. 公路. 2005(08)
博士论文
[1]基于桥梁全寿命周期的损伤识别及状态评估研究[D]. 吴多.长安大学 2017
[2]西部山区风特性参数及大跨度钢桁拱桥抖振响应研究[D]. 唐春平.重庆大学 2014
[3]基于小波神经网络的结构损伤识别方法研究[D]. 艾永明.长安大学 2012
[4]基于非线性混沌动力学理论的在役桥梁状态分析研究[D]. 杨建喜.重庆交通大学 2011
[5]梁式桥梁有限元模型建立与修正及在状态评估中的应用研究[D]. 林贤坤.南京航空航天大学 2009
[6]大型桥梁结构健康监测技术研究与应用[D]. 刘永前.北京交通大学 2007
[7]红枫湖大桥健康监测系统关键技术研究[D]. 谢晓尧.武汉理工大学 2007
[8]基于动力测试的桥梁结构损伤识别及性能评定理论与应用研究[D]. 施洲.西南交通大学 2007
[9]光纤光栅智能材料与桥梁健康监测系统研究[D]. 刘胜春.武汉理工大学 2006
硕士论文
[1]高墩大跨径混凝土连续刚构桥梁健康监测与评估研究[D]. 李鑫.长安大学 2019
[2]运营环境下城市梁桥监测响应相关性的研究与应用[D]. 秦龙飞.哈尔滨工业大学 2018
[3]气膜钢筋混凝土穹顶结构动力特性试验研究[D]. 郭豪.河北工程大学 2017
[4]基于实桥的车辆荷载仿真模拟及其效应分析[D]. 魏鹏飞.济南大学 2016
[5]大跨悬索桥主缆锚固区和吊杆的损伤识别研究[D]. 宋静然.东南大学 2016
[6]基于厦门BRT桥梁结构群的桥梁健康监测与安全预警集成系统研究[D]. 骆维斌.兰州交通大学 2016
[7]基于云模型的结构损伤识别[D]. 郑亮亮.重庆大学 2016
[8]协作体系预应力混凝土斜拉桥动力特性与地震响应研究[D]. 张申.长安大学 2016
[9]基于响应面技术的桥梁结构有限元模型修正方法研究[D]. 刘鹏.长安大学 2016
[10]运营期独塔自锚式悬索桥监测与状态评估研究[D]. 李大强.东南大学 2015
本文编号：3623340
【文章来源】：河北建筑工程学院河北省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 桥梁健康监测系统的国内外研究及应用现状
1.3 研究内容
第2章 桁架拱桥结构健康监测系统的研究
2.1 概述
2.2 工程概况
2.3 组合式桁架拱桥的力学特性及常见病害
2.3.1 组合式桁架拱桥结构力学特性
2.3.2 组合式桁架拱桥的主要病害
2.4 特大桥系统与常规桥梁系统的区别
2.5 健康监测系统设计原则及目标
2.5.1 设计原则
2.5.2 设计目标
2.6 监测系统框架
2.7 监测项目的确定
2.8 监测位置的确定
2.8.1 测点布置的原则
2.8.2 测点优化布设的原则
2.8.3 测点的选取方法
2.9 监测系统的安装调试
2.10 评估系统的组成
2.11 小结
第3章 监测数据的预处理
3.1 概述
3.2 监测系统常见故障及判定方法
3.3 监测数据常见的问题及处理意见
3.4 实测数据的规律性研究
3.4.1 温度数据分析
3.4.2 应力(应变)数据分析
3.4.3 车流量数据分析
3.4.4 车重统计分析
3.5 应力与温度的相关性分析
3.6 结构变形与温度/荷载的相关性分析
3.7 小结
第4章 基于动力特性的有限元模型修正
4.1 概述
4.2 有限元模型的优化方法
4.3 模型介绍及优化
4.3.1 桥梁初始有限元模型建立
4.3.2 实测动力特性参数
4.3.3 模态对比分析
4.3.4 基于带修正参数灵敏度的桁架拱桥的动力特性模型优化
4.4 小结
第5章 基于健康监测数据的结构安全性分析
5.1 概论
5.2 基于传感器测点之间的关联性分析的损伤定位
5.2.1 关联性的原理
5.2.2 关联度模型
5.2.3 位置关联性的特点
5.2.4 基于关联度的损伤识别
5.2.5 计算与应用
5.3 基于监测数据下的构件安全等级评估
5.3.1 可靠度理论
5.3.2 可靠度指标
5.3.3 基于实测数据下的构件的可靠度计算
5.4 基于温度及车辆荷载作用下的桥梁承载能力评估
5.4.1 极限承载能力验算依据
5.4.2 极限承载能力验算
5.5 针对组合式桁架拱桥的管养建议
5.5.1 组合式桁架拱桥结构存在问题及影响结构可靠性的主要问题
5.5.2 针对于组合式桁架拱桥的监测养护建议
5.6 小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
攻读硕士期间科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Design and application of structural health monitoring system in long-span cable-membrane structure[J]. Tang Teng,Yang Dong-Hui,Wang Lei,Zhang Jian-Ren,Yi Ting-Hua. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2019(02)
[2]基于监测数据的系杆拱桥有限元模型修正[J]. 李元吉. 公路与汽运. 2018(04)
[3]基于有限元模型修正技术的复杂索拱体系施工稳定性[J]. 戴轩奥,张其林,罗晓群. 计算机辅助工程. 2018(01)
[4]基于监测数据标准场构建的桥梁结构状态评估方法研究[J]. 殷杰,张宇峰,彭家意. 现代交通技术. 2017(02)
[5]连续刚构桥健康监测系统概述[J]. 陆松. 科技创新与应用. 2015(07)
[6]高速电主轴传热机理及温度测点优化分析[J]. 魏效玲,张宝刚,陈华,尉鹤缤. 煤矿机械. 2015(01)
[7]基于监测数据的桥梁结构可靠性评估[J]. 焦美菊,孙利民,李清富. 同济大学学报(自然科学版). 2011(10)
[8]基于新奇检测技术的斜拉索状态评估[J]. 王修勇,温青,杨琪,余进修,贺雄伟. 公路交通科技. 2011(09)
[9]东营黄河公路大桥工程监测系统设计[J]. 李惠,杨光焕,马玉文,张通,欧进萍. 公路交通科技(应用技术版). 2008(10)
[10]桥梁温度测量系统的设计、开发及应用[J]. 符欲梅,朱永,陈伟民,黄尚廉. 公路. 2005(08)
博士论文
[1]基于桥梁全寿命周期的损伤识别及状态评估研究[D]. 吴多.长安大学 2017
[2]西部山区风特性参数及大跨度钢桁拱桥抖振响应研究[D]. 唐春平.重庆大学 2014
[3]基于小波神经网络的结构损伤识别方法研究[D]. 艾永明.长安大学 2012
[4]基于非线性混沌动力学理论的在役桥梁状态分析研究[D]. 杨建喜.重庆交通大学 2011
[5]梁式桥梁有限元模型建立与修正及在状态评估中的应用研究[D]. 林贤坤.南京航空航天大学 2009
[6]大型桥梁结构健康监测技术研究与应用[D]. 刘永前.北京交通大学 2007
[7]红枫湖大桥健康监测系统关键技术研究[D]. 谢晓尧.武汉理工大学 2007
[8]基于动力测试的桥梁结构损伤识别及性能评定理论与应用研究[D]. 施洲.西南交通大学 2007
[9]光纤光栅智能材料与桥梁健康监测系统研究[D]. 刘胜春.武汉理工大学 2006
硕士论文
[1]高墩大跨径混凝土连续刚构桥梁健康监测与评估研究[D]. 李鑫.长安大学 2019
[2]运营环境下城市梁桥监测响应相关性的研究与应用[D]. 秦龙飞.哈尔滨工业大学 2018
[3]气膜钢筋混凝土穹顶结构动力特性试验研究[D]. 郭豪.河北工程大学 2017
[4]基于实桥的车辆荷载仿真模拟及其效应分析[D]. 魏鹏飞.济南大学 2016
[5]大跨悬索桥主缆锚固区和吊杆的损伤识别研究[D]. 宋静然.东南大学 2016
[6]基于厦门BRT桥梁结构群的桥梁健康监测与安全预警集成系统研究[D]. 骆维斌.兰州交通大学 2016
[7]基于云模型的结构损伤识别[D]. 郑亮亮.重庆大学 2016
[8]协作体系预应力混凝土斜拉桥动力特性与地震响应研究[D]. 张申.长安大学 2016
[9]基于响应面技术的桥梁结构有限元模型修正方法研究[D]. 刘鹏.长安大学 2016
[10]运营期独塔自锚式悬索桥监测与状态评估研究[D]. 李大强.东南大学 2015
本文编号：3623340
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