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桥梁微变形监测及其数据处理方法研究

发布时间:2019-04-17 06:42
【摘要】:桥梁微变形监测不仅仅是对桥梁结构形变的监控,对桥梁的状态评估和设计理论的发展也有重要意义,而传统监测方法越来越难以满足桥梁健康监测日益增长需求,微变形监测雷达系统是一种新型的大型构筑物变形监测手段,对其在桥梁监测中的应用研究越显迫切。本文以桥梁微变形监测为研究对象,通过测量方法之间的对比分析,引入微变形监测雷达系统,并根据其测量特点对其数据进行分析处理,使得其测量成果能充分应用在桥梁健康监测中。本文得出微变形监测雷达在动态模式下精度优于0.02mm,而静态模式下与精密水准仪相比,相对误差在10%以内,认为其可以提供可靠的位移测量结果;为解决微变形监测雷达一维径向测量带来的问题,实现微变形监测像元数据与监测目标的匹配,提出微变形位置分布模型,建议建模像元覆盖率至少为30%,测量距离在50m以内;为验证微变形监测雷达在桥梁健康监测中的适用性,通过试验提取桥梁健康状况相关参数,如挠度、桥塔变形、频率、阻尼比和冲击系数,认为与传统仪器相比,微变形监测雷达同样能提供可靠结果;最后,初步探索微变形监测雷达在桥梁动力特性分析中的应用,对小龙湾大桥的挠度、频率的测量结果和模型计算结果对比分析,得到测量结果的一阶扭转和二阶竖弯模态参数识别结果的相对误差在5%以内,吻合度良好。
[Abstract]:Bridge micro-deformation monitoring is not only the monitoring of bridge structure deformation, but also of great significance to the development of bridge state assessment and design theory. However, the traditional monitoring methods are more and more difficult to meet the increasing demand of bridge health monitoring. Micro-deformation monitoring radar system is a new type of large-scale structure deformation monitoring method, and its application in bridge monitoring becomes more and more urgent. This paper takes the bridge micro-deformation monitoring as the research object, through the comparative analysis between the measurement methods, introduces the micro-deformation monitoring radar system, and carries on the analysis and processing to its data according to its measurement characteristic. The measurement results can be fully used in bridge health monitoring. In this paper, it is concluded that the precision of micro-deformation monitoring radar is better than 0.02 mm in dynamic mode, and the relative error is less than 10% compared with precision level in static mode. It is considered that the micro-deformation monitoring radar can provide reliable displacement measurement results. In order to solve the problem caused by one-dimensional radial measurement of micro-deformation monitoring radar and realize the matching between micro-deformation monitoring pixel data and monitoring target, a micro-deformation location distribution model is proposed, and the pixel coverage rate of modeling is at least 30%. The measuring distance is less than 50m; In order to verify the applicability of micro deformation monitoring radar in bridge health monitoring, the parameters related to bridge health status, such as deflection, tower deformation, frequency, damping ratio and impact coefficient, were extracted by experiments. The micro-deformation monitoring radar can also provide reliable results. Finally, the application of micro-deformation monitoring radar in the analysis of bridge dynamic characteristics is explored, and the results of deflection and frequency measurement of Xiaolong Bay Bridge are compared with those of model calculation. The relative error of the first-order torsion and the second-order vertical bending modal parameter identification results is less than 5%, and the agreement is good.
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U446

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本文编号:2459193

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