小波分析在桥梁动应变健康指标中的应用研究

发布时间：2017-04-29 13:14

  本文关键词：小波分析在桥梁动应变健康指标中的应用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来不仅大型桥梁的结构健康监测的研究和应用受到人们重视,而且越来越多的中、小型桥梁上建立桥梁健康监测系统。在桥梁健康监测系统中,对采集信号的处理和结构健康指标的提取是最重要的两个方面。小波分析在信号处理和结构健康指标的提取方面有着非常显著的效果,在实际工程当中得到广泛应用。本文提出了基于动应变的桥梁健康指标,并且采用小波分析方法对动应变信号进行分析。本文主要完成了以下几个方面的研究内容:(1)介绍了小波分析理论的优点和小波分析方法的理论基础,详细介绍了小波变换、小波多尺度分析理论和小波去噪的方法和步骤。采用小波分析方法中的多尺度分析方法,对实测的动应变信号进行分析,证实了多尺度分析后的动应变信号更容易识别峰值点与突变点。(2)介绍了针对中、小型简支梁桥的桥梁监测系统。在海盐地区某两座桥梁上建立该系统,通过现场行车试验,对动应变信号进行采集和初步分析,证明了该监测系统能成功运行。并对采集的动应变数据进行小波多尺度分析和阈值去噪,证明了小波分析能适用于该系统中交通荷载的识别与监测。(3)介绍了监测系统中基于动应变信号的健康指标分析方法,同时说明了小波分析方法在健康指标分析方法中的应用。并且采用数值分析软件编写计算程序,用于健康指标的提取。对分别基于去噪前后的信号的健康指标进行比较,分析结果说明了该健康指标与桥梁健康状态之间存在一定关系,并证实基于去噪后信号分析所得结果更能体现这种关系。
【关键词】：桥梁 动应变 小波分析 健康监测 阈值去噪
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U446
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 课题研究背景的和意义11-12
• 1.2 桥梁健康监测12-15
• 1.2.1 桥梁健康监测的概念12-13
• 1.2.2 桥梁健康监测研究现状13-15
• 1.2.3 现有桥梁健康监测的不足15
• 1.3 小波分析在健康监测系统中应用的现状15-17
• 1.4 本文研究的内容17-18
• 第二章 小波变换在信号处理中的应用18-33
• 2.1 小波分析理论18-21
• 2.1.1 傅里叶分析18-19
• 2.1.2 多分辨率分析理论19
• 2.1.3 小波变换19-20
• 2.1.4 小波分析的特点20-21
• 2.2 基于小波分析的阈值去噪方法21-25
• 2.2.1 基本过程21
• 2.2.2 阈值选取21-23
• 2.2.3 阈值估计23
• 2.2.4 常用的类小波23-25
• 2.3 小波变换在奇异信号检测中的应用25-27
• 2.3.1 第一间断点问题25-26
• 2.3.2 第二间断点问题26-27
• 2.4 应用小波分析对实测信号的分析27-31
• 2.5 本章小结31-33
• 第三章 基于小波分析方法对动应变信号分析33-46
• 3.1 工程概况33-34
• 3.1.2 监测目的33-34
• 3.2 监测方案34-37
• 3.2.1 监测内容34
• 3.2.2 监测仪器34-35
• 3.2.3 测点布置35-36
• 3.2.4 监测数据处理流程36-37
• 3.3 动应变数据采集试验37-41
• 3.3.1 试验方案37-38
• 3.3.2 现场行车试验采集到的数据38-41
• 3.4 用于分析的动应变数据41-45
• 3.4.1 去噪前原始应变波形41-43
• 3.4.2 去噪后动应变波形43-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 基于动应变信号的桥梁健康指标分析46-68
• 4.1 桥梁动应变数据处理分析方法46-49
• 4.1.1 车辆重量系数分析方法46-48
• 4.1.2 相连车道相关系数分析方法48-49
• 4.2 桥梁不同截面车辆重量系数的比对分析49-54
• 4.2.1 去噪前信号所得的车辆重量系数49-51
• 4.2.2 去噪后信号所得的车辆总重系数51
• 4.2.3 去噪前后车辆重量系数的对比分析51-54
• 4.3 桥梁同截面车道相关系数的比对分析54-65
• 4.3.1 去噪前信号所得的相关系数54-57
• 4.3.2 去噪后信号所得的相关系数57-60
• 4.3.3 去噪前后相关系数的对比分析60-65
• 4.4 去噪后应动变健康指标结果对比65-66
• 4.5 本章小结66-68
• 第五章 结论与展望68-71
• 5.1 结论68-70
• 5.2 展望70-71
• 参考文献71-77
• 致谢77

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