基于北斗监测数据的大跨斜拉桥温度效应分离与损伤识别研究

发布时间：2021-12-11 10:54

　　随着我国经济的腾飞,各交通要道上所建立的桥梁规模也逐渐庞大,然而由于桥梁本身特性衰退或其他原因导致的桥梁损伤甚至垮塌的现象时有发生,为保障桥梁结构始终在安全状态下运行,在大型桥梁上一般安装有健康监测系统,作为人工巡检之外的重要监测手段,健康监测系统可自动化实时监测桥梁,利用桥梁监测系统的监测数据进行桥梁安全评价也就显得至关重要。本文基于国家自然科学基金资助项目(51408452)和湖北省重点实验室开放基金资助项目(DQJJ201709),依据模态分解、小波分解、互相关函数理论和利用斜拉桥上安装的北斗桥梁安全监测系统采集的挠度数据分别提出了挠度的降噪、温度效应分离和箱梁的损伤识别方法并展开研究。具体内容如下:首先概述并总结了桥梁挠度温度效应分离和结构损伤识别的常用方法、应用现状,介绍了各模态分解和小波分解的基本原理。通过分析桥梁挠度各成分,利用斜拉桥有限元模型获取的参考数据重构了斜拉桥挠度,通过多种降噪方式的对比,验证了本文波形延拓+预降噪+小波分解比传统单一分解算法有更好的降噪效果。通过降噪后挠度的温度效应分离模拟,验证了MEEMD分解算法能将不同周期温度效应进行高精度分离。然后将实测...

【文章来源】： 武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：113 页

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 国内外桥梁挠度温度效应分离研究现状
    1.3 现有挠度温度效应分离方法中存在的问题及思考
    1.4 国内外结构损伤识别研究现状
    1.5 现有损伤识别方法中存在的问题及思考
    1.6 关于北斗桥梁安全监测系统的思考
    1.7 本文主要研究内容
    1.8 本文主要技术路线
第二章 模态分解与小波分解理论
    2.1 引言
    2.2 经验模态分解
    2.3 总体平均经验模态分解
    2.4 小波分解
    2.5 变分模态分解
    2.6 改进的集总平均经验模态分解
    2.7 本章小结
第三章 斜拉桥挠度降噪与温度效应分离的数值模拟
    3.1 引言
    3.2 桥梁挠度成分分析
    3.3 工程背景概况及有限元模型建立
    3.4 桥梁短期挠度成分模拟
    3.5 分离评价指标
    3.6 桥梁短期挠度降噪效果对比
    3.7 基于改进的集总平均经验模态分解的温度效应分离
    3.8 本章小结
第四章 基于实测数据的大跨斜拉桥挠度降噪与温度效应分离
    4.1 引言
    4.2 北斗桥梁安全监测系统概述
    4.3 实测挠度数据降噪与温度效应分离
    4.4 不同时期温度效应对比
    4.5 本章小结
第五章 桥梁损伤识别数值模拟
    5.1 引言
    5.2 桥梁损伤识别指标
    5.3 简支梁模型的损伤识别
    5.4 斜拉桥模型的损伤识别
    5.5 本章小结
第六章 基于实测数据的大跨斜拉桥梁损伤识别
    6.1 引言
    6.2 实测数据获取及预处理
    6.3 斜拉桥梁损伤识别
    6.4 与基于马氏距离累积量的损伤识别方法对比
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的论文
攻读学位期间参研的项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于卷积神经网络的结构损伤识别 [J]. 李雪松,马宏伟,林逸洲.  振动与冲击. 2019(01)
[2]小半径曲线斜拉桥温度效应研究 [J]. 汤旻雨,单德山,张二华,周宪超.  铁道建筑. 2018(12)
[3]移动车载作用下桥梁弯曲变形的时变特性研究 [J]. 李顺才,梁丽,喻秋.  工程研究-跨学科视野中的工程. 2018(05)
[4]基于小波包样本熵的连续梁桥损伤识别 [J]. 孙增寿,李晓鹏,韩培琰,娄文帅.  振动.测试与诊断. 2018(05)
[5]基于Kriging模型的频响函数有限元模型修正方法 [J]. 杨修铭,郭杏林,李东升.  计算力学学报. 2018(04)
[6]结构温度与悬索桥主梁挠度的关联性分析 [J]. 李明,钟继卫,严凤.  振动与冲击. 2018(11)
[7]基于EEMD和归一化IMF能量差的结构损伤识别 [J]. 季群策,何晓晖,张梅军,张宇.  机械强度. 2018(03)
[8]考虑比例阻尼影响的梁式结构损伤识别方法 [J]. 牛杰,王龙花,宗周红,钟儒勉.  东南大学学报(自然科学版). 2018(03)
[9]基于信息融合技术的结构损伤检测方法 [J]. 井立,杨智春,张甲奇.  振动与冲击. 2018(07)
[10]EMD端点效应抑制方法 [J]. 郝如江,李非.  振动.测试与诊断. 2018(02)

博士论文
[1]大跨斜拉桥有限元模型修正与结构损伤监测方法研究[D]. 范哲.大连理工大学. 2013

硕士论文
[1]基于动态环境激励响应的桥梁时域损伤识别方法研究[D]. 俞鹏.重庆交通大学. 2018
[2]基于深度学习理论的桥梁损伤识别研究[D]. 谢祥辉.西南交通大学. 2018
[3]铁路PC部分斜拉桥日照温度场及温度效应分析[D]. 刁飞.西南交通大学. 2018
[4]基于曲率模态与频率摄动结构损伤识别技术研究[D]. 李梦莹.华北水利水电大学. 2018
[5]基于曲率模态差和小波变换的结构损伤识别[D]. 孙淑文.广东工业大学. 2018
[6]基于小波包能量比的桥梁损伤识别[D]. 辛晨.西南交通大学. 2017
[7]基于模型试验的钢箱梁斜拉桥损伤识别研究[D]. 谢远泽.重庆交通大学. 2017
[8]基于小波总能量相对变化的桥梁结构损伤识别研究[D]. 郏亚坤.浙江大学. 2017
[9]基于EEMD的结构损伤识别研究[D]. 岳槐宇.青岛理工大学. 2016
[10]基于时间序列的结构损伤概率方法研究[D]. 卢宏彬.华南理工大学. 2016



本文编号：3534548