基于移动监测的缆索承重桥梁结构劣化识别方法研究
发布时间：2022-01-07 08:48
移动式振动监测方法具有对采集设备利用率高和能够获取完备的空间位置信息的优点,在桥梁结构的振动监测和劣化识别中具有广阔的应用前景。本文提出一种由动力车与刚性小拖车组成的小型移动监测平台,将其应用于缆索承重桥梁结构的自动连续模态参数获取;提出一种概率残差融合指标,基于移动监测获取的高分辨率振型实现了结构局部劣化识别。主要展开了以下几点研究工作:移动平台的采集性能分析与构造设计。将平台分解为动力车与小拖车,对小拖车进行了动力学特性分析和构造设计,同时设计了二者的连接以隔离动力车的振动。对平台进行了采集性能检测,拾振器由平台搭载所获取的振动信号与将其直接放置于结构表面高度一致,达成了设计目标。缆索承重桥梁结构现场快速连续模态识别。为移动平台配置了自动连续采集与快速模态识别算法,一个固定参考测点与一至两台移动平台相配合即可完成对桥面模态参数的高效连续识别。将平台先后应用于一座系杆拱桥与一座斜拉桥的现场模态试验,均取得了优良的模态识别效果。基于概率残差融合的斜拉桥缩尺模型劣化识别。利用移动平台能够获取空间分辨率较高的振型这一优势,提出以振型及其变体为基础的劣化指标;考虑测试误差与噪声具有随机性,而...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
刚性小拖车
实桥测试
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-21-该框架与采集、通讯设备共同组装完成后可方便地安装在车体碳纤维板上，同时也便于快速拆卸。除移动电源外，所有设备与底板之间均采用螺栓连接。移动电源采用魔术贴粘接，可便捷更换。图中GPS模块不同于动力车自带的GPS定位模块，它与用于接收GPS秒脉冲的天线相连，功能是通过秒脉冲授时实现与固定参考测点的同步。采集卡共有3个BNC接头，分别与GPS模块以及小拖车搭载的竖向、横向两个拾振器相连，另一端与微型主机连接，实现取电和数据传输。4G模块可以在野外作业时为主机提供远程通讯功能，主机开机后即可自动登录远程客户端，通过控制端可实时远程控制采集并将数据文件传回终端。全部组装完成的移动平台如图2-12所示，该版本供实桥测试使用。图2-12移动采集平台基于GPS授时的同步技术是实现分布式同步采集的关键技术。由于采集中心的分离，不同的采集终端之间必然存在系统时差；另外，采集子结构分为采集终端、采集模块和传感器三个部分，每个子结构的终端下达指令、模块控制采集以及传感器数据回传三个环节的延时都是不同的，这样累积的总时差难以采用单一的设备同步方法消除。GPS授时的优点在于它是直接为采集到的数据序列提供了时间标尺，且授时精度高达纳秒级别。参考点与移动点之间实现同步的原理是：两个采集终端先进行初步的时间校准，利用互联网更新系统时间可以确保终端之间的时差足够微小；GPS秒脉冲信号的发射间隔为4s，预设两个采集子结构按照同一时间点开始采集，采集程序运行后会同时捕捉拾振器的信号和GPS天线的信号，当第一个
【参考文献】：
期刊论文
[1]拱桥吊杆防腐分析与应对措施[J]. 赵雪莲. 中国市政工程. 2018(05)
[2]聚氨酯阻尼材料及其约束阻尼结构动态性能[J]. 周海军,张晓蕾,周萌萌,陈孝起,杨淑兰,刘德居,李彦涛. 工程塑料应用. 2017(11)
[3]钢斜拉桥运营期耐久性与易损性监测[J]. 姚蓓,张启伟. 中外公路. 2016(01)
[4]珠海横琴大桥主要病害处理方法研究[J]. 郑云华. 建筑. 2015(09)
[5]基于温度与支座位移相关性的斜拉桥损伤预警[J]. 胡铁明,苟红兵,张冠华,丁科翔. 沈阳大学学报(自然科学版). 2015(01)
[6]基于健康监测的桥梁结构损伤预后和安全预后研究进展及挑战[J]. 宗周红,钟儒勉,郑沛娟,秦中远,刘琦齐. 中国公路学报. 2014(12)
[7]结构损伤诊断不确定性方法研究进展[J]. 侯立群,赵雪峰,欧进萍,刘春城. 振动与冲击. 2014(18)
[8]基于最敏感斜拉索张力指标的斜拉桥主梁损伤识别方法[J]. 李延强,赵世英,杜彦良. 中国铁道科学. 2014(02)
[9]桥梁结构损伤识别研究现状与展望[J]. 吴向男,徐岳,梁鹏,李斌. 长安大学学报(自然科学版). 2013(06)
[10]基于模型确认的结构概率损伤识别方法研究进展[J]. 宗周红,牛杰,王浩. 土木工程学报. 2012(08)
博士论文
[1]基于概率可靠度的结构损伤识别理论研究及应用[D]. 张清华.西南交通大学 2006
[2]拉索损伤对斜拉桥结构性能影响的研究[D]. 赵翔.东南大学 2005
硕士论文
[1]面向大跨度斜拉桥的损伤灵敏度模型试验研究[D]. 杜洁力.大连海事大学 2017
[2]混凝土连续刚构和斜拉桥损伤敏感性分析[D]. 李洋.长安大学 2015
[3]面向健康监测的斜拉桥试验模型设计及其损伤分析[D]. 吴孙尧.浙江大学 2010
[4]混凝土斜拉桥易损性分析[D]. 熊涛.西南交通大学 2009
[5]斜拉桥病害及成因分析[D]. 白兴蓉.重庆交通大学 2008
本文编号：3574231
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
刚性小拖车
实桥测试
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-21-该框架与采集、通讯设备共同组装完成后可方便地安装在车体碳纤维板上，同时也便于快速拆卸。除移动电源外，所有设备与底板之间均采用螺栓连接。移动电源采用魔术贴粘接，可便捷更换。图中GPS模块不同于动力车自带的GPS定位模块，它与用于接收GPS秒脉冲的天线相连，功能是通过秒脉冲授时实现与固定参考测点的同步。采集卡共有3个BNC接头，分别与GPS模块以及小拖车搭载的竖向、横向两个拾振器相连，另一端与微型主机连接，实现取电和数据传输。4G模块可以在野外作业时为主机提供远程通讯功能，主机开机后即可自动登录远程客户端，通过控制端可实时远程控制采集并将数据文件传回终端。全部组装完成的移动平台如图2-12所示，该版本供实桥测试使用。图2-12移动采集平台基于GPS授时的同步技术是实现分布式同步采集的关键技术。由于采集中心的分离，不同的采集终端之间必然存在系统时差；另外，采集子结构分为采集终端、采集模块和传感器三个部分，每个子结构的终端下达指令、模块控制采集以及传感器数据回传三个环节的延时都是不同的，这样累积的总时差难以采用单一的设备同步方法消除。GPS授时的优点在于它是直接为采集到的数据序列提供了时间标尺，且授时精度高达纳秒级别。参考点与移动点之间实现同步的原理是：两个采集终端先进行初步的时间校准，利用互联网更新系统时间可以确保终端之间的时差足够微小；GPS秒脉冲信号的发射间隔为4s，预设两个采集子结构按照同一时间点开始采集，采集程序运行后会同时捕捉拾振器的信号和GPS天线的信号，当第一个
【参考文献】：
期刊论文
[1]拱桥吊杆防腐分析与应对措施[J]. 赵雪莲. 中国市政工程. 2018(05)
[2]聚氨酯阻尼材料及其约束阻尼结构动态性能[J]. 周海军,张晓蕾,周萌萌,陈孝起,杨淑兰,刘德居,李彦涛. 工程塑料应用. 2017(11)
[3]钢斜拉桥运营期耐久性与易损性监测[J]. 姚蓓,张启伟. 中外公路. 2016(01)
[4]珠海横琴大桥主要病害处理方法研究[J]. 郑云华. 建筑. 2015(09)
[5]基于温度与支座位移相关性的斜拉桥损伤预警[J]. 胡铁明,苟红兵,张冠华,丁科翔. 沈阳大学学报(自然科学版). 2015(01)
[6]基于健康监测的桥梁结构损伤预后和安全预后研究进展及挑战[J]. 宗周红,钟儒勉,郑沛娟,秦中远,刘琦齐. 中国公路学报. 2014(12)
[7]结构损伤诊断不确定性方法研究进展[J]. 侯立群,赵雪峰,欧进萍,刘春城. 振动与冲击. 2014(18)
[8]基于最敏感斜拉索张力指标的斜拉桥主梁损伤识别方法[J]. 李延强,赵世英,杜彦良. 中国铁道科学. 2014(02)
[9]桥梁结构损伤识别研究现状与展望[J]. 吴向男,徐岳,梁鹏,李斌. 长安大学学报(自然科学版). 2013(06)
[10]基于模型确认的结构概率损伤识别方法研究进展[J]. 宗周红,牛杰,王浩. 土木工程学报. 2012(08)
博士论文
[1]基于概率可靠度的结构损伤识别理论研究及应用[D]. 张清华.西南交通大学 2006
[2]拉索损伤对斜拉桥结构性能影响的研究[D]. 赵翔.东南大学 2005
硕士论文
[1]面向大跨度斜拉桥的损伤灵敏度模型试验研究[D]. 杜洁力.大连海事大学 2017
[2]混凝土连续刚构和斜拉桥损伤敏感性分析[D]. 李洋.长安大学 2015
[3]面向健康监测的斜拉桥试验模型设计及其损伤分析[D]. 吴孙尧.浙江大学 2010
[4]混凝土斜拉桥易损性分析[D]. 熊涛.西南交通大学 2009
[5]斜拉桥病害及成因分析[D]. 白兴蓉.重庆交通大学 2008
本文编号：3574231
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