基于高斯过程回归的大跨斜拉桥抖振响应预测

发布时间：2020-07-11 16:17

【摘要】：近年来,随着结构材料和工程技术的突破,桥梁工程迅速发展,出现了大量的大跨度桥梁。然而,这一时期桥梁安全事故也频繁发生。因此,各个特大级桥梁开始应用健康监测系统(HMS),进行桥梁施工和运营过程中损伤的实时识别和状态评估,降低事故发生的概率。目前,许多大型桥梁都安装了健康监测系统来采集振动、力、应力、温度场等相关参数,然而,大多数的健康监测系统传感器数量小于1500个~([1])。为了保证成本,传感器仅安排在一些重要区域,因此绝大部分地点的响应无法直接检测。并且由于数据收集、传输和存储系统的故障,一些数据可能存在缺陷。因此,开发有效的空间扩展和数据恢复预测方法是很重要的。本文以机器学习方法高斯过程回归(GPR)为基础,提出了一种预测非布置传感器位置大跨度斜拉桥梁抖振响应的方法。主要工作及结论如下:(1)基于谐波叠加法模拟大跨度斜拉桥三维脉动风场。结合该桥的特点和自然风的相关性特点对脉动风场进行简化。借助快速傅里叶变换技术模拟主梁和主塔的脉动风速时程,通过功率谱和相关函数对模拟所得的风场进行检验,验证了模拟结果的正确性和可靠性。(2)大跨斜拉桥抖振模拟。基于ANSYS建立大跨度斜拉桥有限元模型并进行动力特性分析。从主梁系统、斜拉索系统、索塔系统、辅助墩和过渡墩系统四个部分进行模拟,形成斜拉桥鱼刺骨式的力学模型。提取该桥各阶模态频率和振型,并对前16阶模态进行分析。分别从静力风荷载、抖振力荷载以及气动自激力荷载三个部分模拟风荷载。分析模拟所得的抖振响应特点,并以此作为振动响应预测的数据来源。(3)大跨度斜拉桥振动响应预测。提出一种基于高斯过程回归的利用空间位置信息预测未布置传感器区域节点振动响应的方法,并通过模拟的抖振数据验证了该方法的适用性和准确性。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U448.27;U441.3

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 杨磊;邵飞;徐倩;胡玉博;;索梁结构应急桥抖振响应分析[J];铁道建筑;2019年07期

2 苏益;李明水;;大跨度桥梁抖振响应的直接估算方法[J];中国公路学报;2019年10期

3 吴谦;李斌;杨飞;;垂尾抖振响应工程计算方法研究[J];科学技术与工程;2011年10期

4 陈帅;杨智春;李斌;;飞机抖振响应数据处理及分析方法[J];振动与冲击;2011年06期

5 詹刚毅;冯利坡;;长跨柔性悬索桥风致抖振响应分析[J];预应力技术;2016年06期

6 郑娟;;斜拉索风致抖振响应研究[J];江西建材;2017年09期

7 王巍;杨智春;张新平;;垂尾抖振响应主模态控制的地面模型实验[J];振动.测试与诊断;2013年03期

8 李利孝;肖仪清;胡钢;焦丽娜;;积分尺度和风速谱对桥梁抖振响应影响分析[J];哈尔滨工业大学学报;2012年12期

9 丁泉顺,陈艾荣,项海帆;大跨度桥梁结构耦合抖振响应频域分析[J];土木工程学报;2003年04期

10 刘志刚,陈艾荣,项海帆;考虑背景响应的斜拉桥侧向抖振响应分析[J];中国公路学报;2000年02期

相关会议论文 前10条

1 李明水;;大跨度桥梁的抖振响应[A];全国桥梁结构学术大会论文集（下册）[C];1992年

2 卜沈平;童亚斌;;垂尾局部翼面抖振响应的工程计算方法研究[A];第八届中国航空学会青年科技论坛论文集[C];2018年

3 张方银;潘家英;;宁波大桥施工阶段抖振响应计算[A];中国土木工程学会1998年全国市政工程学术交流会论文集[C];1998年

4 李斌;吴谦;杨飞;杨智春;;垂尾抖振响应工程计算方法研究[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年

5 赵林;葛耀君;李鹏飞;;考虑多分量导纳函数的抖振响应敏感性[A];第十三届全国结构风工程学术会议论文集（中册）[C];2007年

6 龙晓鸿;李黎;胡亮;;四渡河悬索桥抖振响应时域分析[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2009年

7 李明水;贺德馨;;大跨度桥梁抖振分析的简化方法[A];第四届全国结构工程学术会议论文集（下）[C];1995年

8 罗雄;奚绍中;;大跨度桥梁桥址处随机风场的模拟[A];第八届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ卷）[C];1999年

9 崔鹏;韩景龙;张兵;;飞机抖振问题与三角翼抖振响应计算[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年

10 杨智春;王巍;李斌;;垂尾抖振响应压电主动控制风洞实验研究[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年

相关博士学位论文 前10条

1 骆宁安;大跨度开口主梁斜拉桥的动力模型及风振分析[D];华南理工大学;2004年

2 许志豪;紊流风对大跨度分体双箱梁桥梁的作用[D];同济大学;2006年

3 胡晓伦;大跨度斜拉桥颤抖振响应及静风稳定性分析[D];同济大学;2006年

4 陈晓冬;大跨桥梁侧风行车安全分析[D];同济大学;2007年

5 唐春平;西部山区风特性参数及大跨度钢桁拱桥抖振响应研究[D];重庆大学;2014年

6 陶奇;大跨斜拉桥施工状态抖振响应现场实测研究与分析[D];西南交通大学;2010年

7 杨阳;西部山区宽体式扁平钢箱梁悬索桥风—汽车—桥梁系统振动研究[D];重庆大学;2016年

8 李永乐;风—车—桥系统非线性空间耦合振动研究[D];西南交通大学;2003年

9 罗雄;利用短期实际风速记录模拟极值风速及桥梁时域抖振分析[D];西南交通大学;2002年

10 杨咏漪;大跨度桥梁风致抖振疲劳研究[D];西南交通大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 薄翔宇;基于高斯过程回归的大跨斜拉桥抖振响应预测[D];大连理工大学;2019年

2 罗文晖;异型人行桥在风荷载下的使用性能研究[D];华南理工大学;2019年

3 张法刚;大跨度桥梁非平稳抖振响应的精细分析方法[D];华中科技大学;2017年

4 胡柏远;悬索管道桥动力特性及抖振响应研究[D];西南交通大学;2018年

5 王勤傲;大跨度斜拉桥风致振动响应分析[D];华南理工大学;2018年

6 杨洋;大跨径斜拉桥风致颤振、抖振响应控制分析[D];武汉理工大学;2015年

7 张向旭;山区风环境数值模拟与基于虚拟激励法的拱桥抖振响应分析[D];西南交通大学;2017年

8 邹孔庆;非平稳风场作用下大跨度桥梁抖振响应时域分析[D];合肥工业大学;2015年

9 张茜;大跨度斜拉桥风致抖振响应的非线性时程分析[D];长安大学;2007年

10 金耀;大跨度桥梁全模态耦合颤抖振响应分析[D];哈尔滨工业大学;2012年

本文编号：2750630