基于健康监测数据分析的铁路钢桥损伤预警研究
发布时间：2022-01-03 19:49
随着铁路尤其是高速铁路的快速发展,桥梁建设取得了世界瞩目的发展成就。然而,由于桥梁跨度的逐步增大,结构形式日渐复杂,不确定因素的影响,以及结构超期、超限服役、疲劳、腐蚀、以及危害性事件如突发性地震、车船碰撞等的发生,桥梁结构安全事故频发,桥梁健康监测系统能及时发现损伤发生并在第一时间预警成为必要。为保障桥梁结构的安全,实时了解掌握桥梁的健康状态,避免安全事故的发生,国内外很多桥梁已经安装桥梁健康监测系统,但是基于监测数据处理的损伤预警方法研究较少,探讨研究并完善桥梁结构损伤预警方法对桥梁健康监测系统的发展有着重要的意义。本文基于实际铁路钢桥健康监测系统工程背景,围绕损伤预警方法,开展了基于域变换特征表示的时间序列相似度距离函数指标损伤预警和基于ARMA模型AR系数的损伤预警研究。主要研究内容和结论如下:（1）结合桥梁健康监测数据的特征,总结了监测数据预处理流程,研究了遗漏数据、异常数据、趋势项和噪声数据处理方法,选取了适合本文的处理准则与方法,编写程序实现处理过程,验证方法有效性,根据桥梁健康监测数据,分析了列车行车安全性,基于频率指标评估了桥梁状态。（2）研究总结了时间序列相似性度量...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：126 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１近年国内外桥梁垮塌事故??
２．１工程背景??沪昆下行线湘潭湘江特大桥（简称湘潭桥）跨越湘江，位于湘潭东站？湘潭??站区间，其地理位置如图２－１所示。该区间为电气化铁路，线路等级为Ｉ级，两端??线路均为曲线，其中湘潭侧曲线半径为６００ｍ，湘潭东侧曲线半径为４０２ｍ，桥上??为无缝线路、直线平坡，明桥面木枕，弹条型扣件。??ｉｌｌ??图２－１湘潭桥地理位置图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ?ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｘｉａｎｇｔａｎ?Ｂｒｉｄｇｅ??湘潭桥全长８４４．１５ｍ，其中引桥为３孔混凝土拱桥，总长为４９．８６ｍ；主桥共??１１孔，主要结构形式为钢桁梁桥，孔跨布置如图２－２所示。其中第１孔、第５？１０??孔为７２．８ｍ上承式简支钢桁梁，主桁高９．５ｍ，主桁中心间距５．０ｍ，共１０个节间，??每个节间长７．２８ｍ；第２？４孔为７５ｍ下承式钢桁梁，主桁高１０ｍ，主桁中心间距??５．８ｍ，共１０个节间，每个节间长度７．５ｍ；第１１孔为３５ｍ简支钢板梁，主梁高３．２９ｍ，??中心间距２．０ｍ
２．１工程背景??沪昆下行线湘潭湘江特大桥（简称湘潭桥）跨越湘江，位于湘潭东站？湘潭??站区间，其地理位置如图２－１所示。该区间为电气化铁路，线路等级为Ｉ级，两端??线路均为曲线，其中湘潭侧曲线半径为６００ｍ，湘潭东侧曲线半径为４０２ｍ，桥上??为无缝线路、直线平坡，明桥面木枕，弹条型扣件。??ｉｌｌ??图２－１湘潭桥地理位置图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ?ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｘｉａｎｇｔａｎ?Ｂｒｉｄｇｅ??湘潭桥全长８４４．１５ｍ，其中引桥为３孔混凝土拱桥，总长为４９．８６ｍ；主桥共??１１孔，主要结构形式为钢桁梁桥，孔跨布置如图２－２所示。其中第１孔、第５？１０??孔为７２．８ｍ上承式简支钢桁梁，主桁高９．５ｍ，主桁中心间距５．０ｍ，共１０个节间，??每个节间长７．２８ｍ；第２？４孔为７５ｍ下承式钢桁梁，主桁高１０ｍ，主桁中心间距??５．８ｍ，共１０个节间，每个节间长度７．５ｍ；第１１孔为３５ｍ简支钢板梁，主梁高３．２９ｍ，??中心间距２．０ｍ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于横向加速度监测的高速铁路桥梁动力性能异常预警方法[J]. 耿方方,丁幼亮,赵瀚玮,吴来义,岳青. 铁道建筑. 2016(09)
[2]桥梁健康监测在线预警指标研究[J]. 苏成,廖威,袁昆,韦锋. 桥梁建设. 2015(03)
[3]基于1/3倍频程的轨道动力学测试参量校核[J]. 徐中秋. 铁道建筑. 2015(05)
[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]噪声1/3倍频程计权声级算法[J]. 张登攀,高志强. 河南理工大学学报(自然科学版). 2013(06)
[6]基于matlab的1/3倍频程海洋环境噪声功率谱分析[J]. 朱凤芹,成印河. 科技信息. 2013(23)
[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]桥梁健康监测中的应力数据分析[J]. 谢海龙. 公路交通科技(应用技术版). 2011(05)
[9]基于长期监测数据的大跨桥梁结构伸缩缝损伤识别[J]. 邓扬,李爱群,丁幼亮,孙鹏. 东南大学学报(自然科学版). 2011(02)
[10]列车行驶时桥梁结构损伤预警的时域方法[J]. 付春雨,单德山,李乔. 振动与冲击. 2011(01)
博士论文
[1]基于非线性混沌动力学理论的在役桥梁状态分析研究[D]. 杨建喜.重庆交通大学 2011
[2]大型斜拉桥基于健康监测的模型修正、损伤诊断与预警方法[D]. 侯立群.哈尔滨工业大学 2009
[3]小波方法在桥梁结构损伤识别中的应用研究[D]. 姜增国.武汉理工大学 2007
硕士论文
[1]基于监测数据分析的黄河管桥预警及可靠性计算[D]. 郇滢.北京交通大学 2016
[2]基于长期应变监测数据的桥梁损伤预警方法研究[D]. 郭燕青.天津大学 2014
[3]基于长期监测数据的混凝土梁桥健康状态评判方法研究[D]. 韦跃.重庆交通大学 2014
[4]新光大桥健康监测数据处理方法与应用研究[D]. 陶悦.华南理工大学 2012
[5]基于神经网络的桥梁监测数据挖掘[D]. 张鹏.重庆大学 2007
本文编号：3566874
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：126 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１近年国内外桥梁垮塌事故??
２．１工程背景??沪昆下行线湘潭湘江特大桥（简称湘潭桥）跨越湘江，位于湘潭东站？湘潭??站区间，其地理位置如图２－１所示。该区间为电气化铁路，线路等级为Ｉ级，两端??线路均为曲线，其中湘潭侧曲线半径为６００ｍ，湘潭东侧曲线半径为４０２ｍ，桥上??为无缝线路、直线平坡，明桥面木枕，弹条型扣件。??ｉｌｌ??图２－１湘潭桥地理位置图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ?ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｘｉａｎｇｔａｎ?Ｂｒｉｄｇｅ??湘潭桥全长８４４．１５ｍ，其中引桥为３孔混凝土拱桥，总长为４９．８６ｍ；主桥共??１１孔，主要结构形式为钢桁梁桥，孔跨布置如图２－２所示。其中第１孔、第５？１０??孔为７２．８ｍ上承式简支钢桁梁，主桁高９．５ｍ，主桁中心间距５．０ｍ，共１０个节间，??每个节间长７．２８ｍ；第２？４孔为７５ｍ下承式钢桁梁，主桁高１０ｍ，主桁中心间距??５．８ｍ，共１０个节间，每个节间长度７．５ｍ；第１１孔为３５ｍ简支钢板梁，主梁高３．２９ｍ，??中心间距２．０ｍ
２．１工程背景??沪昆下行线湘潭湘江特大桥（简称湘潭桥）跨越湘江，位于湘潭东站？湘潭??站区间，其地理位置如图２－１所示。该区间为电气化铁路，线路等级为Ｉ级，两端??线路均为曲线，其中湘潭侧曲线半径为６００ｍ，湘潭东侧曲线半径为４０２ｍ，桥上??为无缝线路、直线平坡，明桥面木枕，弹条型扣件。??ｉｌｌ??图２－１湘潭桥地理位置图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ?ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｘｉａｎｇｔａｎ?Ｂｒｉｄｇｅ??湘潭桥全长８４４．１５ｍ，其中引桥为３孔混凝土拱桥，总长为４９．８６ｍ；主桥共??１１孔，主要结构形式为钢桁梁桥，孔跨布置如图２－２所示。其中第１孔、第５？１０??孔为７２．８ｍ上承式简支钢桁梁，主桁高９．５ｍ，主桁中心间距５．０ｍ，共１０个节间，??每个节间长７．２８ｍ；第２？４孔为７５ｍ下承式钢桁梁，主桁高１０ｍ，主桁中心间距??５．８ｍ，共１０个节间，每个节间长度７．５ｍ；第１１孔为３５ｍ简支钢板梁，主梁高３．２９ｍ，??中心间距２．０ｍ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于横向加速度监测的高速铁路桥梁动力性能异常预警方法[J]. 耿方方,丁幼亮,赵瀚玮,吴来义,岳青. 铁道建筑. 2016(09)
[2]桥梁健康监测在线预警指标研究[J]. 苏成,廖威,袁昆,韦锋. 桥梁建设. 2015(03)
[3]基于1/3倍频程的轨道动力学测试参量校核[J]. 徐中秋. 铁道建筑. 2015(05)
[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]噪声1/3倍频程计权声级算法[J]. 张登攀,高志强. 河南理工大学学报(自然科学版). 2013(06)
[6]基于matlab的1/3倍频程海洋环境噪声功率谱分析[J]. 朱凤芹,成印河. 科技信息. 2013(23)
[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]桥梁健康监测中的应力数据分析[J]. 谢海龙. 公路交通科技(应用技术版). 2011(05)
[9]基于长期监测数据的大跨桥梁结构伸缩缝损伤识别[J]. 邓扬,李爱群,丁幼亮,孙鹏. 东南大学学报(自然科学版). 2011(02)
[10]列车行驶时桥梁结构损伤预警的时域方法[J]. 付春雨,单德山,李乔. 振动与冲击. 2011(01)
博士论文
[1]基于非线性混沌动力学理论的在役桥梁状态分析研究[D]. 杨建喜.重庆交通大学 2011
[2]大型斜拉桥基于健康监测的模型修正、损伤诊断与预警方法[D]. 侯立群.哈尔滨工业大学 2009
[3]小波方法在桥梁结构损伤识别中的应用研究[D]. 姜增国.武汉理工大学 2007
硕士论文
[1]基于监测数据分析的黄河管桥预警及可靠性计算[D]. 郇滢.北京交通大学 2016
[2]基于长期应变监测数据的桥梁损伤预警方法研究[D]. 郭燕青.天津大学 2014
[3]基于长期监测数据的混凝土梁桥健康状态评判方法研究[D]. 韦跃.重庆交通大学 2014
[4]新光大桥健康监测数据处理方法与应用研究[D]. 陶悦.华南理工大学 2012
[5]基于神经网络的桥梁监测数据挖掘[D]. 张鹏.重庆大学 2007
本文编号：3566874
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