基于小波分析的桥梁结构损伤识别研究

发布时间：2017-05-22 19:09

  本文关键词：基于小波分析的桥梁结构损伤识别研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 桥梁是交通系统中一个关键的环节。随着我国交通事业的蓬勃发展,桥梁的数量也越来越多。但是,在环境侵蚀、材料老化和过度使用等因素的作用下,有些桥梁损伤越来越严重,甚至引发了桥梁垮塌等重大事故的发生,极大地威胁着人民生命和财产安全。为防止这些事故频繁发生,必须尽早识别和定位桥梁上的潜在损伤,对重要桥梁的结构健康进行长期检测和定期评估。许多大型桥梁在服役期间,其检测系统采集了大量挠度数据,这些数据可以刻画桥梁观测点偏离平衡位置的程度,对这些挠度数据进行处理分析能发现桥梁中存在的损伤。 小波分析是近十几年发展起来的数学理论,被认为是傅立叶分析方法的突破性发展,具有优秀的时频分析能力。测量信号的处理分析是桥梁结构损伤识别的关键问题之一。利用小波分析理论,对大型桥梁结构健康检测信号进行多尺度分解,当结构出现损伤时,在某一尺度时刻小波变换系数将出现峰值,从而实现损伤识别和定位。 目前小波分析在结构损伤诊断中的研究基本上都停留在数值模拟阶段,在实际应用上的研究还是很少,因此把小波分析引入桥梁健康检测的实际应用中还需要更深入的研究。本文正是基于此提出基于小波分析的桥梁结构损伤识别策略,从多尺度分析角度来研究测量信号的数据分析。本文的主要工作是: 第一,对桥梁健康检测的意义、概念以及国内外研究现状进行了综述,并介绍了小波分析的相关知识。 第二,利用小波分析对大量的原始数据进行有效的降噪处理,直接提取结构参数,利用小波的奇异性检测原理对结构损伤识别以及及时进行预警。 第三,利用基于“能量损伤”的损伤诊断方法对石板坡大桥的实测挠度数据进行小波包分解处理和分析,证实了小波包节点能量特征向量适合作为损伤因子来对桥梁结构进行损伤诊断,它对损伤较为敏感,适合于识别微小损伤。 简而言之,本文的研究工作是将基于小波分析的信号处理方法、损伤预警、结构损伤特征参数的提取统一起来,实现桥梁结构损伤的识别和定位。
【关键词】：桥梁 小波分析 小波去噪 奇异性检测 损伤识别
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：U441.4
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 桥梁结构健康检测的意义8
• 1.2 桥梁结构健康检测的概念8-9
• 1.3 国内外桥梁结构健康检测现状9-11
• 1.3.1 桥梁结构健康检测的理论研究发展9-10
• 1.3.2 桥梁结构的损伤识别10-11
• 1.4 小波分析的发展与应用11-12
• 1.5 本文主要的研究内容12-14
• 2 小波分析理论14-23
• 2.1 引言14
• 2.2 Fourier 变换和加窗Fourier 变换14-15
• 2.3 连续小波变换15-17
• 2.4 离散小波变换17-18
• 2.5 多分辨率分析和MALLAT 算法18-20
• 2.6 小波包分析20-21
• 2.7 小波基的特性21-22
• 2.8 本章小结22-23
• 3 基于小波变换的桥梁实时检测信号处理23-33
• 3.1 引言23
• 3.2 小波变换去噪23-29
• 3.2.1 小波变换模极大值24-26
• 3.2.2 小波变换阈值去噪方法26-29
• 3.3 数值实验分析29-31
• 3.3.1 四种阈值选取形式去噪效果对比29-30
• 3.3.2 两种阈值处理函数的去噪效果对比30
• 3.3.3 对实际测量数据进行去噪效果对比30-31
• 3.4 本章小结31-33
• 4 基于小波奇异性检测的桥梁结构损伤识别33-41
• 4.1 引言33
• 4.2 检测信号突变点的原理33-35
• 4.3 数值实验分析35-38
• 4.3.1 检测第一类型的间断点35-36
• 4.3.2 检测第二类型的间断点36-38
• 4.4 实际测量信号的损伤识别38-39
• 4.5 本章小结39-41
• 5 基于小波包分析的桥梁结构损伤识别41-45
• 5.1 引言41
• 5.2 基于小波包分析的损伤识别算法41-43
• 5.3 实测信号的小波包分析的损伤识别43-44
• 5.4 本章小结44-45
• 6 总结与展望45-46
• 6.1 本文工作总结45
• 6.2 展望45-46
• 致谢46-47
• 参考文献47-50
• 附录50
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表及已投稿的论文目录50
• B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录50

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 胡庆洋;;暂态电压波动信号的检测[J];科技创新导报;2011年23期

2 蒋庆;叶献国;连星;;结构损伤识别中小波基函数的选择[J];工业建筑;2011年07期

3 朱军桃;沙颖;李涛;;2种不同类型的沉降样本对数据处理影响的研究[J];河南工程学院学报(自然科学版);2011年03期

4 林海龙;王庆明;;基于小波分析的切削力信号奇异性检测[J];工具技术;2011年06期

5 刘璐瑶;黄飞飞;;智能化轴承状态检测方法实例[J];工业设计;2011年05期

6 徐波;程琳;毕奇龙;;大坝安全监控中趋势分量的分析[J];水电能源科学;2011年06期

7 崔艳;程跃华;;小波支持向量机在交通流量预测中的应用[J];计算机仿真;2011年07期

8 张伟;;结合静力测试与基频变化的PSO二阶段结构损伤识别[J];科学技术与工程;2011年23期

9 王东阳;晁晖;王辛;谢鸿亮;;基于小波Mallat算法的次同步振荡监测[J];陕西电力;2011年08期

10 张同亿;谢异同;;时程分析地震波调整的实用方法[J];建筑结构;2006年S1期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 杜爱民;徐文耀;陈耿雄;;磁暴期间Pc5地磁脉动的小波分析[A];第十届全国日地空间物理学术讨论会论文摘要集[C];2003年

2 田延安;王建文;杨莉;;小波技术与神经网络在齿轮诊断中的应用[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年

3 陆费东;蒋爱平;;小波分析在控制中的应用及展望[A];第一届中国智能计算大会论文集[C];2007年

4 陆费东;蒋爱平;;小波分析在控制中的应用及展望[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集（上册）[C];2008年

5 王德育;张玉民;韩枫;杨志猛;;宿州市暴雨日的变化特征分析[A];第26届中国气象学会年会气候变化分会场论文集[C];2009年

6 李玮;王汉杰;周红;;小波分析在气象图像压缩中的应用[A];第十三届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2001年

7 侯宏花;陈树越;郭保全;;基于小波分析的SARS胸片图象增强[A];中国生物医学工程学会第六次会员代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2004年

8 徐小顺;张瑞建;;基于动态信号处理的煤粉浓度在线监测系统[A];冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年

9 徐小顺;张瑞建;;基于动态信号处理的煤粉浓度在线监测系统[A];全国冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年

10 仲崇霞;杨廷高;;综合脉冲星时算法的小波分析与维纳滤波方法[A];2005年全国时间频率学术交流会文集[C];2005年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 本报通讯员 阳雄 周振彦;李建平：我要让世界颤动一下[N];科技日报;2002年

2 阳雄;李建平：前沿课题敢“弄斧”[N];解放军报;2002年

3 记者 徐斌;重庆紧缺人才招聘会昨在香港举行[N];重庆日报;2005年

4 本报记者 李其碧;自我加压全力以赴拓市场[N];西南电力报;2009年

5 健康时报记者 王志胜;男人39岁开始易心梗[N];健康时报;2008年

6 姜丽丽;颤振试飞急先锋[N];中国航空报;2005年

7 本报记者 陈建强;学科建设：南开“211工程”的龙头[N];光明日报;2001年

8 本报记者 罗利;走大众化品牌的道路[N];计算机世界;2002年

9 本报记者 李兰;太阳黑子周期[N];科技日报;2002年

10 姜蓉;产权式商铺：“到口肥肉”缘何变成“烫手山芋”[N];中国经营报;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 郭健;基于小波分析的结构损伤识别方法研究[D];浙江大学;2004年

2 任宝生;碎屑岩储层建模方法研究[D];西南石油学院;2005年

3 刘育明;动态过程数据的多变量统计监控方法研究[D];浙江大学;2006年

4 陈柳;小波分析和神经网络应用于大气污染预测的研究[D];西安建筑科技大学;2006年

5 张征平;异步电动机早期故障检测的小波分析方法研究[D];华南理工大学;2002年

6 廖忠;小波网络及其在水轮机调节系统中的应用研究[D];河海大学;2005年

7 陈世国;数字核仪器系统中高斯成形滤波的设计与实现[D];四川大学;2005年

8 李登高;基于小波的多分辨率数字几何造型技术的研究[D];清华大学;2006年

9 佟伟民;股指期货交易中操纵行为识别方法研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

10 何峰江;声反射成像测井仪器仿真及波形处理技术研究[D];石油大学（北京）;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 冯立芳;小波和神经网络相结合的结构损伤识别方法[D];浙江大学;2006年

2 陈志;基于小波分析的桥梁结构损伤识别研究[D];重庆大学;2010年

3 邓旭华;基于小波分析和BP神经网络的结构损伤识别方法研究[D];长沙理工大学;2010年

4 赵忠华;基于改进模态参数灵敏度法的结构损伤识别研究[D];重庆大学;2010年

5 高振闯;基于归一化频率变化比和柔度指标的结构损伤识别方法[D];哈尔滨工业大学;2010年

6 宋仙云;利用测试数据的空间杆系结构损伤识别研究[D];武汉理工大学;2010年

7 陈曦;基于PSO算法的结构损伤精细识别[D];暨南大学;2011年

8 赵常峰;基于应变模态分析理论的工程结构损伤识别方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

9 汲生伟;基于柔度矩阵差比值法的梁式结构损伤识别的研究[D];兰州理工大学;2010年

10 夏炎;南京奥体中心体育场空间结构损伤识别初探[D];东南大学;2004年

  本文关键词：基于小波分析的桥梁结构损伤识别研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：386598