基于空间相关性的拉索群状态评估方法研究

发布时间：2021-10-15 14:55

　　近年来,随着社会经济的发展,中国正处于大规模的基础设施建设时期。斜拉桥因其跨越能力,刚度和抗风性能等方面的优点已成为大跨度桥梁的主要选择之一。而斜拉索作为斜拉桥结构的重要组成,在服役过程中容易遭受疲劳破坏和锈蚀损伤等使拉索强度降低、寿命缩减,危及到桥梁结构的安全。随着结构健康监测技术的发展,监测拉索索力的荷载响应和变化趋势,为拉索状态评估和桥梁结构安全提供依据,已日益成为大跨斜拉桥结构安全健康监测系统的重要组成部分。而大跨斜拉桥的拉索数量众多,而考虑到健康监测系统的经济性,一般仅在少量斜拉索上布置监测传感器,无法获取未安装传感器的拉索时变索力。本文充分利用大跨斜拉桥健康监测系统斜拉索时变索力监测数据,系统研究了基于拉索空间相关性的拉索群状态评估方法。研究了拉索环境荷载效应空间相关性的属性量化和建模方法,并提出了考虑空间相关性模型误差影响的索力监测位置优化算法和未监测拉索环境荷载效应预测方法;基于优化后的拉索监测位置,研究了基于拉索荷载效应空间相关性的车辆荷载及空间分布识别方法,实现了全桥拉索群环境荷载和车辆荷载效应的实时监测;并基于未监测位置拉索预测时变索力,分别对拉索设计寿命内疲劳损... 

【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】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 空间相关性在结构健康监测领域研究现状
        1.2.2 传感器优化布设研究现状
        1.2.3 车辆荷载识别的研究现状
        1.2.4 斜拉索状态评估方法研究现状
        1.2.5 研究现状分析
    1.3 课题来源及主要研究内容
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 主要研究内容
第2章 基于索力趋势项的空间相关性建模及传感器优化布置方法研究
    2.1 前言
    2.2 拉索时变索力监测数据预处理与空间相关性分析
        2.2.1 南京长江三桥索力监测系统介绍
        2.2.2 拉索时变索力监测数据预处理及空间相关性分析
    2.3 基于索力趋势项的空间相关性建模及传感器优化布置方法
        2.3.1 空间相关性回归建模
        2.3.2 基于空间相关性模型误差的传感器优化布置方法
    2.4 南京长江三桥拉索群传感器优化布置结果与分析
        2.4.1 传感器优化布置结果
        2.4.2 空间相关性模型预测结果分析
    2.5 本章小结
第3章 基于索力峰值项空间相关性的车辆荷载识别方法研究
    3.1 前言
    3.2 多车载作用下车辆模型与索力峰值识别方法
        3.2.1 移动车载作用下拉索索力变化及影响线
        3.2.2 多车辆荷载模型
        3.2.3 多车载作用下索力峰值识别方法
    3.3 车辆荷载横向分布模型与车道识别
        3.3.1 车辆荷载横向分布建模
        3.3.2 车辆荷载车道识别
    3.4 车辆荷载匹配识别与位置估计
        3.4.1 时间区间估计
        3.4.2 车辆荷载匹配
        3.4.3 车辆荷载位置估计
    3.5 数值算例
        3.5.1 工程概况及有限元模型
        3.5.2 单车道车载作用下车辆总重识别
    3.6 南京长江三桥车辆荷载识别结果
        3.6.1 数据来源
        3.6.2 车辆荷载识别结果
        3.6.3 车辆荷载识别结果分析
    3.7 本章小结
第4章 基于预测时变索力的拉索群状态评估
    4.1 前言
    4.2 拉索疲劳损伤评估
        4.2.1 数据提取
        4.2.2 等效疲劳应力幅
        4.2.3 拉索疲劳累计损伤
    4.3 拉索极限承载能力评估
        4.3.1 拉索荷载效应极值分布
        4.3.2 拉索抗力衰减模型
        4.3.3 拉索极限承载能力可靠度分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于南京长江三桥的车辆荷载模型[J]. 林诗枫,黄侨,任远,樊叶华,杨娟.  东南大学学报(自然科学版). 2016(02)
[2]结构健康监测数据科学与工程[J]. 李惠,鲍跃全,李顺龙,张东昱.  工程力学. 2015(08)
[3]基于振动监测的斜拉索时变索力识别方法[J]. 张福俭,李惠,毛晨曦.  土木工程与管理学报. 2013(03)
[4]苏通大桥运营阶段车辆荷载识别及其特性[J]. 陈艾荣,马如进,许艳梅.  重庆交通大学学报(自然科学版). 2013(S1)
[5]基于WIM数据分析的上海长江大桥拉索疲劳应力谱研究[J]. 王永涛,胡明敏.  测试技术学报. 2013(01)
[6]基于健康监测系统的大跨度连续刚构桥移动荷载识别[J]. 夏樟华,宗周红,李嘉维,孙建林.  中国公路学报. 2012(05)
[7]基于异常识别和关联分析的桥梁数据复合诊断[J]. 梁栋,张宇峰,袁慎芳,吴键.  振动.测试与诊断. 2012(03)
[8]考虑随机车载-风载联合作用的斜拉桥拉索疲劳可靠性分析[J]. 李岩,吕大刚,盛洪飞.  中国公路学报. 2012(02)
[9]桥梁健康监测之传感器优化布置[J]. 丁小俊,朱艳,刘杰.  山西建筑. 2011(27)
[10]车辆轮迹线位置对钢桥面板疲劳应力幅的影响[J]. 崔冰,吴冲,丁文俊,童育强.  建筑科学与工程学报. 2010(03)

博士论文
[1]大跨度斜拉桥拉索索力与车辆荷载识别及建模研究[D]. 张福俭.哈尔滨工业大学 2013
[2]基于健康监测技术的桥梁结构状态评估和预警方法研究[D]. 李顺龙.哈尔滨工业大学 2009
[3]平行钢丝斜拉索全寿命安全评定方法研究[D]. 兰成明.哈尔滨工业大学 2009
[4]拉索损伤演化机理与剩余使用寿命评估[D]. 徐俊.同济大学 2006

硕士论文
[1]腐蚀环境下斜拉索高强钢丝退化状态研究[D]. 徐阳.哈尔滨工业大学 2014



本文编号：3438163