基于监测数据的斜拉桥索力分析
发布时间：2022-08-12 20:54
随着桥梁使用年限的增加,桥梁性能也在不断的下降。由于疲劳,腐蚀等环境因素造成的桥梁病害也在不断的出现,严重影响到桥梁的安全性。以前单纯依靠人工对桥梁的状况进行检测,不仅效率低下且不能在危险发生前及时预警。近些年桥梁倒塌事故也还是时有发生,造成了巨大的财产损失和人员伤亡。因此,现代桥梁越来越多安装了桥梁结构健康监测系统（SHM）,实时对桥梁的各项结构参数实施监控以此保证桥梁的安全运行。对于斜拉桥,拉索是非常重要的受力构件,当桥梁结构出现异常状况时,拉索的状态也势必会发生改变。因此,对斜拉桥拉索的各项参数进行实时的监控分析,对于整座桥梁的健康状况的评估有着十分重要的意义。本文对某大型斜拉桥结构健康监测系统中五根斜拉索一年的加速度和温度数据进行了分析。首先,对风雨和晴朗天气环境下拉索振动的模态频率和模态阻尼比特性进行了对比分析。索力是拉索监测的关键指标参数,这里采用频率法从加速度数据中计算索力,并将其建模为非平稳的随机时间序列。索力和索温数据都是具有日和季节性波动的非平稳时间序列。对索力和索温的相关性进行研究:不同位置的斜拉索其索力和索温的关系是不同的,即使是同一根拉索在不同温度区间内索力和...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 斜拉桥的发展历史
1.1.2 斜拉桥发展中遇到的问题
1.2 桥梁结构健康监测概述
1.3 基于索力监测的桥梁状态评估研究现状
1.4 本论文的研究内容
第2章 某大跨斜拉桥健康监测系统及斜拉索监测概况
2.1 大桥工程概况
2.2 大桥健康监测系统简介
2.3 斜拉索加速度时程数据
2.4 不同天气环境下拉索动力特性分析
2.4.1 风雨天气环境下拉索加速度时程
2.4.2 良好天气环境下拉索加速度时程
2.4.3 风雨天气和良好天气环境下拉索动力特性对比分析
2.5 本章小结
第3章 索力随机模型
3.1 索力提取
3.2 索力-索温的相关性分析
3.3 索力数据的前期处理
3.3.1 索力数据的平稳化
3.3.2 索力残差的随机分析
3.4 索力残差的随机模型
3.4.1 索力残差数据的简化
3.4.2 模型类型的选择和定阶
3.4.3 模型拟合效果的检验
3.4.4 模型预测效果的检验
3.5 本章小结
第4章 随机模型的应用
4.1 模型残差分析
4.2 随机模型对索力变化的敏感性分析
4.3 模型残差均值控制图
4.4 模型残差标准差控制图
4.5 其余4根拉索索力随机模型计算结果
4.6 本章小结
第5章 不同位置拉索的索力关系研究
5.1 不同位置拉索索力间的相关性分析
5.2 主成分分析
5.2.1 主成分分析基本理论
5.2.2 各拉索监测数据的主成分分析
5.3 多元线性回归模型
5.4 支持向量机模型
5.4.1 支持向量机基本原理
5.4.2 索力支持向量机回归模型
5.5 本章小结
第6章 结论和展望
6.1 结论
6.2 研究展望
参考文献
指导教师对学位论文的学术评语
学位论文答辩委员会决议书
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]桥梁拉索损伤声发射监测研究进展[J]. 钱骥,孙利民,蒋永. 应用声学. 2016(04)
[2]随机车流作用下的斜拉桥恒载索力的提取（英文）[J]. 刘小玲,黄侨,任远,樊叶华,陈平. Journal of Southeast University（English Edition）. 2015(03)
[3]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)
[4]桥梁健康监测数据分析研究综述[J]. 唐浩,谭川,陈果. 公路交通技术. 2014(05)
[5]桥梁健康监测综述[J]. 侯志伟. 黑龙江交通科技. 2011(10)
[6]上海长江大桥结构健康监测系统设计思路[J]. 王祺明,孙智,周哲峰,王天华,张峰. 世界桥梁. 2009(S1)
[7]桥梁跨径的世界记录之争[J]. 邓文中. 公路. 2009(05)
[8]土木工程结构健康监测系统的研究状况与进展[J]. 李宏男,高东伟,伊廷华. 力学进展. 2008(02)
[9]苏通大桥结构健康监测及安全评价系统简介[J]. 董学武,张宇峰,徐宏,倪一清. 桥梁建设. 2006(04)
[10]斜拉桥的发展与展望[J]. 陈明宪. 中外公路. 2006(04)
硕士论文
[1]基于主成分分析的复杂二维不规则零件排样算法研究[D]. 梁卓.燕山大学 2019
[2]基于主成分分析和草图的网络异常流量检测研究[D]. 潘珍如.天津理工大学 2019
[3]基于支持向量机的大跨度斜拉桥可靠度分析[D]. 袁健.长安大学 2018
[4]基于支持向量回归机模型的价格预测[D]. 马雪姣.郑州大学 2018
本文编号：3676582
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 斜拉桥的发展历史
1.1.2 斜拉桥发展中遇到的问题
1.2 桥梁结构健康监测概述
1.3 基于索力监测的桥梁状态评估研究现状
1.4 本论文的研究内容
第2章 某大跨斜拉桥健康监测系统及斜拉索监测概况
2.1 大桥工程概况
2.2 大桥健康监测系统简介
2.3 斜拉索加速度时程数据
2.4 不同天气环境下拉索动力特性分析
2.4.1 风雨天气环境下拉索加速度时程
2.4.2 良好天气环境下拉索加速度时程
2.4.3 风雨天气和良好天气环境下拉索动力特性对比分析
2.5 本章小结
第3章 索力随机模型
3.1 索力提取
3.2 索力-索温的相关性分析
3.3 索力数据的前期处理
3.3.1 索力数据的平稳化
3.3.2 索力残差的随机分析
3.4 索力残差的随机模型
3.4.1 索力残差数据的简化
3.4.2 模型类型的选择和定阶
3.4.3 模型拟合效果的检验
3.4.4 模型预测效果的检验
3.5 本章小结
第4章 随机模型的应用
4.1 模型残差分析
4.2 随机模型对索力变化的敏感性分析
4.3 模型残差均值控制图
4.4 模型残差标准差控制图
4.5 其余4根拉索索力随机模型计算结果
4.6 本章小结
第5章 不同位置拉索的索力关系研究
5.1 不同位置拉索索力间的相关性分析
5.2 主成分分析
5.2.1 主成分分析基本理论
5.2.2 各拉索监测数据的主成分分析
5.3 多元线性回归模型
5.4 支持向量机模型
5.4.1 支持向量机基本原理
5.4.2 索力支持向量机回归模型
5.5 本章小结
第6章 结论和展望
6.1 结论
6.2 研究展望
参考文献
指导教师对学位论文的学术评语
学位论文答辩委员会决议书
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]桥梁拉索损伤声发射监测研究进展[J]. 钱骥,孙利民,蒋永. 应用声学. 2016(04)
[2]随机车流作用下的斜拉桥恒载索力的提取（英文）[J]. 刘小玲,黄侨,任远,樊叶华,陈平. Journal of Southeast University（English Edition）. 2015(03)
[3]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)
[4]桥梁健康监测数据分析研究综述[J]. 唐浩,谭川,陈果. 公路交通技术. 2014(05)
[5]桥梁健康监测综述[J]. 侯志伟. 黑龙江交通科技. 2011(10)
[6]上海长江大桥结构健康监测系统设计思路[J]. 王祺明,孙智,周哲峰,王天华,张峰. 世界桥梁. 2009(S1)
[7]桥梁跨径的世界记录之争[J]. 邓文中. 公路. 2009(05)
[8]土木工程结构健康监测系统的研究状况与进展[J]. 李宏男,高东伟,伊廷华. 力学进展. 2008(02)
[9]苏通大桥结构健康监测及安全评价系统简介[J]. 董学武,张宇峰,徐宏,倪一清. 桥梁建设. 2006(04)
[10]斜拉桥的发展与展望[J]. 陈明宪. 中外公路. 2006(04)
硕士论文
[1]基于主成分分析的复杂二维不规则零件排样算法研究[D]. 梁卓.燕山大学 2019
[2]基于主成分分析和草图的网络异常流量检测研究[D]. 潘珍如.天津理工大学 2019
[3]基于支持向量机的大跨度斜拉桥可靠度分析[D]. 袁健.长安大学 2018
[4]基于支持向量回归机模型的价格预测[D]. 马雪姣.郑州大学 2018
本文编号：3676582
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