基于健康监测数据的钢桥疲劳分析系统开发原理及实现
[Abstract]:With the rapid development of our national economy and the increasing traffic load, the strength of bridge construction has been greatly improved. Because of the advantages of steel bridge, such as large span capacity, light weight, suitable for industrial production and installation, a large number of steel structure bridges have been built one after another. For these steel bridges, fatigue failure is one of the main failure modes. Many large steel bridges have been equipped with health monitoring systems, or stress (strain) time history data at monitoring sites have been obtained by stress (strain) meters, or vehicle parameters have been obtained by dynamic weighing systems (Weigh-In-Motion,WIM). In order to monitor the steel bridge in real time and warn the fatigue damage. However, there is a lack of a general fatigue analysis software for steel bridges, which can carry out fatigue analysis of measured stress time history data, and can also effectively analyze and calculate the vehicle data of dynamic weighing system. Most fatigue analysis software tools also lack the content of frequency domain method for fatigue analysis, and there are some shortcomings, such as simple interface, tedious operation, incomplete function, unknown explanation and so on, which cause great inconvenience to users. In order to solve the above problems, the development principle of fatigue analysis system for steel bridge based on health monitoring data is analyzed in this paper. A fatigue analysis system software tool, steel bridge fatigue analysis system (version v1.0) (Steel Bridge Fatigue Analysis System,SBFAS (V 1.0), is made by using MATLAB GUI toolbox to facilitate the fatigue analysis of steel bridge in engineering practice. The concrete research results are as follows: 1) the standard method and actual measurement method for obtaining stress data are summarized, and the concrete method of simulating traffic flow and obtaining stress time history data by using vehicle data obtained by dynamic weighing system is described in detail, which is named WIM method. 2) the data sampling, time-frequency conversion, power spectral density (PSD) estimation and Dirlik empirical method for fatigue analysis using frequency domain method are demonstrated, and the frequency domain method is introduced into the fatigue analysis of steel bridges. 3) A steel bridge fatigue analysis system (Steel Bridge Fatigue Analysis System,SBFAS (V 1.0),) based on health monitoring data is developed by using MATLAB GUI toolbox. The system can calculate the fatigue residual life of the measured stress time history data. The vehicle data collected by the dynamic weighing system can also be statistically analyzed, and the stress time history data can be obtained, and then the fatigue residual life can be calculated. The system can accurately call the stress data stored in Microsoft Access and other database software, freely select the analysis time period, fatigue details and analysis methods, and can use the ActiveX control interface technology based on COM standard to generate Word documents. Automatic generation of fatigue analysis report, with practical, convenient, flexible, comprehensive and other characteristics, is a powerful steel bridge fatigue analysis system tool; 4) based on the measured stress data of a steel bridge in Tangshan City and the measured vehicle data of a dynamic weighing system of a steel bridge in Tianjin, the fatigue analysis is carried out by using SBFAS (V 1.0), and the feasibility and accuracy of the software are verified.
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U441.4
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,本文编号:2481356
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