桁架拱橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與安全性評估
發(fā)布時間:2022-02-13 14:13
隨著傳感器采集技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)及計算機(jī)分析技術(shù)的不斷取得突破性的發(fā)展,使得人們對于處在運營期內(nèi)的橋梁進(jìn)行實時監(jiān)測的設(shè)備及理論日趨完善。然而如何有效的利用健康監(jiān)測系統(tǒng)實時采集到的響應(yīng)信息簡單、快速、準(zhǔn)確的對橋梁的運營狀態(tài)做出評估,一直是目前的研究的熱點。本文綜合研究分析了國內(nèi)外大型橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的組成、功能及評估方法,并以某桁架拱橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)為例,較為系統(tǒng)的研究了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計施工、實時采集的響應(yīng)信息與結(jié)構(gòu)性能,主要研究內(nèi)容如下:1)分析組合式桁架拱橋的結(jié)構(gòu)特點,對比分析國內(nèi)外大型監(jiān)測系統(tǒng)與常規(guī)監(jiān)測系統(tǒng)的不同,針對性的提出適合組合式桁架拱橋結(jié)構(gòu)特點的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng),并對對監(jiān)測項目的選取、測點位置的確定及優(yōu)化布置等方面進(jìn)行細(xì)致的研究。2)分析匯總已安裝的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)中常見的系統(tǒng)故障及數(shù)據(jù)異常,并提出相應(yīng)的判斷及處理方法。同時對采集到的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理分析,研究變化規(guī)律,得出橋梁運營過程中的實際荷載工況。同時通過對各監(jiān)測數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性進(jìn)行分析,對桁架拱橋的受力特點進(jìn)行分析,判定影響該桁架拱橋結(jié)構(gòu)可靠性的主要因素。3)基于實測的結(jié)構(gòu)動力特性數(shù)據(jù)對按照圖紙建立的原始有限元...
【文章來源】:河北建筑工程學(xué)院河北省
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的國內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀
1.3 研究內(nèi)容
第2章 桁架拱橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的研究
2.1 概述
2.2 工程概況
2.3 組合式桁架拱橋的力學(xué)特性及常見病害
2.3.1 組合式桁架拱橋結(jié)構(gòu)力學(xué)特性
2.3.2 組合式桁架拱橋的主要病害
2.4 特大橋系統(tǒng)與常規(guī)橋梁系統(tǒng)的區(qū)別
2.5 健康監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計原則及目標(biāo)
2.5.1 設(shè)計原則
2.5.2 設(shè)計目標(biāo)
2.6 監(jiān)測系統(tǒng)框架
2.7 監(jiān)測項目的確定
2.8 監(jiān)測位置的確定
2.8.1 測點布置的原則
2.8.2 測點優(yōu)化布設(shè)的原則
2.8.3 測點的選取方法
2.9 監(jiān)測系統(tǒng)的安裝調(diào)試
2.10 評估系統(tǒng)的組成
2.11 小結(jié)
第3章 監(jiān)測數(shù)據(jù)的預(yù)處理
3.1 概述
3.2 監(jiān)測系統(tǒng)常見故障及判定方法
3.3 監(jiān)測數(shù)據(jù)常見的問題及處理意見
3.4 實測數(shù)據(jù)的規(guī)律性研究
3.4.1 溫度數(shù)據(jù)分析
3.4.2 應(yīng)力(應(yīng)變)數(shù)據(jù)分析
3.4.3 車流量數(shù)據(jù)分析
3.4.4 車重統(tǒng)計分析
3.5 應(yīng)力與溫度的相關(guān)性分析
3.6 結(jié)構(gòu)變形與溫度/荷載的相關(guān)性分析
3.7 小結(jié)
第4章 基于動力特性的有限元模型修正
4.1 概述
4.2 有限元模型的優(yōu)化方法
4.3 模型介紹及優(yōu)化
4.3.1 橋梁初始有限元模型建立
4.3.2 實測動力特性參數(shù)
4.3.3 模態(tài)對比分析
4.3.4 基于帶修正參數(shù)靈敏度的桁架拱橋的動力特性模型優(yōu)化
4.4 小結(jié)
第5章 基于健康監(jiān)測數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)安全性分析
5.1 概論
5.2 基于傳感器測點之間的關(guān)聯(lián)性分析的損傷定位
5.2.1 關(guān)聯(lián)性的原理
5.2.2 關(guān)聯(lián)度模型
5.2.3 位置關(guān)聯(lián)性的特點
5.2.4 基于關(guān)聯(lián)度的損傷識別
5.2.5 計算與應(yīng)用
5.3 基于監(jiān)測數(shù)據(jù)下的構(gòu)件安全等級評估
5.3.1 可靠度理論
5.3.2 可靠度指標(biāo)
5.3.3 基于實測數(shù)據(jù)下的構(gòu)件的可靠度計算
5.4 基于溫度及車輛荷載作用下的橋梁承載能力評估
5.4.1 極限承載能力驗算依據(jù)
5.4.2 極限承載能力驗算
5.5 針對組合式桁架拱橋的管養(yǎng)建議
5.5.1 組合式桁架拱橋結(jié)構(gòu)存在問題及影響結(jié)構(gòu)可靠性的主要問題
5.5.2 針對于組合式桁架拱橋的監(jiān)測養(yǎng)護(hù)建議
5.6 小結(jié)
結(jié)論與展望
結(jié)論
展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間科研成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Design and application of structural health monitoring system in long-span cable-membrane structure[J]. Tang Teng,Yang Dong-Hui,Wang Lei,Zhang Jian-Ren,Yi Ting-Hua. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2019(02)
[2]基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的系桿拱橋有限元模型修正[J]. 李元吉. 公路與汽運. 2018(04)
[3]基于有限元模型修正技術(shù)的復(fù)雜索拱體系施工穩(wěn)定性[J]. 戴軒奧,張其林,羅曉群. 計算機(jī)輔助工程. 2018(01)
[4]基于監(jiān)測數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)場構(gòu)建的橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估方法研究[J]. 殷杰,張宇峰,彭家意. 現(xiàn)代交通技術(shù). 2017(02)
[5]連續(xù)剛構(gòu)橋健康監(jiān)測系統(tǒng)概述[J]. 陸松. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2015(07)
[6]高速電主軸傳熱機(jī)理及溫度測點優(yōu)化分析[J]. 魏效玲,張寶剛,陳華,尉鶴繽. 煤礦機(jī)械. 2015(01)
[7]基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的橋梁結(jié)構(gòu)可靠性評估[J]. 焦美菊,孫利民,李清富. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(10)
[8]基于新奇檢測技術(shù)的斜拉索狀態(tài)評估[J]. 王修勇,溫青,楊琪,余進(jìn)修,賀雄偉. 公路交通科技. 2011(09)
[9]東營黃河公路大橋工程監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J]. 李惠,楊光煥,馬玉文,張通,歐進(jìn)萍. 公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版). 2008(10)
[10]橋梁溫度測量系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)及應(yīng)用[J]. 符欲梅,朱永,陳偉民,黃尚廉. 公路. 2005(08)
博士論文
[1]基于橋梁全壽命周期的損傷識別及狀態(tài)評估研究[D]. 吳多.長安大學(xué) 2017
[2]西部山區(qū)風(fēng)特性參數(shù)及大跨度鋼桁拱橋抖振響應(yīng)研究[D]. 唐春平.重慶大學(xué) 2014
[3]基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)損傷識別方法研究[D]. 艾永明.長安大學(xué) 2012
[4]基于非線性混沌動力學(xué)理論的在役橋梁狀態(tài)分析研究[D]. 楊建喜.重慶交通大學(xué) 2011
[5]梁式橋梁有限元模型建立與修正及在狀態(tài)評估中的應(yīng)用研究[D]. 林賢坤.南京航空航天大學(xué) 2009
[6]大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)研究與應(yīng)用[D]. 劉永前.北京交通大學(xué) 2007
[7]紅楓湖大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 謝曉堯.武漢理工大學(xué) 2007
[8]基于動力測試的橋梁結(jié)構(gòu)損傷識別及性能評定理論與應(yīng)用研究[D]. 施洲.西南交通大學(xué) 2007
[9]光纖光柵智能材料與橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]. 劉勝春.武漢理工大學(xué) 2006
碩士論文
[1]高墩大跨徑混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁健康監(jiān)測與評估研究[D]. 李鑫.長安大學(xué) 2019
[2]運營環(huán)境下城市梁橋監(jiān)測響應(yīng)相關(guān)性的研究與應(yīng)用[D]. 秦龍飛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]氣膜鋼筋混凝土穹頂結(jié)構(gòu)動力特性試驗研究[D]. 郭豪.河北工程大學(xué) 2017
[4]基于實橋的車輛荷載仿真模擬及其效應(yīng)分析[D]. 魏鵬飛.濟(jì)南大學(xué) 2016
[5]大跨懸索橋主纜錨固區(qū)和吊桿的損傷識別研究[D]. 宋靜然.東南大學(xué) 2016
[6]基于廈門BRT橋梁結(jié)構(gòu)群的橋梁健康監(jiān)測與安全預(yù)警集成系統(tǒng)研究[D]. 駱維斌.蘭州交通大學(xué) 2016
[7]基于云模型的結(jié)構(gòu)損傷識別[D]. 鄭亮亮.重慶大學(xué) 2016
[8]協(xié)作體系預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋動力特性與地震響應(yīng)研究[D]. 張申.長安大學(xué) 2016
[9]基于響應(yīng)面技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)有限元模型修正方法研究[D]. 劉鵬.長安大學(xué) 2016
[10]運營期獨塔自錨式懸索橋監(jiān)測與狀態(tài)評估研究[D]. 李大強.東南大學(xué) 2015
本文編號:3623340
【文章來源】:河北建筑工程學(xué)院河北省
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的國內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀
1.3 研究內(nèi)容
第2章 桁架拱橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的研究
2.1 概述
2.2 工程概況
2.3 組合式桁架拱橋的力學(xué)特性及常見病害
2.3.1 組合式桁架拱橋結(jié)構(gòu)力學(xué)特性
2.3.2 組合式桁架拱橋的主要病害
2.4 特大橋系統(tǒng)與常規(guī)橋梁系統(tǒng)的區(qū)別
2.5 健康監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計原則及目標(biāo)
2.5.1 設(shè)計原則
2.5.2 設(shè)計目標(biāo)
2.6 監(jiān)測系統(tǒng)框架
2.7 監(jiān)測項目的確定
2.8 監(jiān)測位置的確定
2.8.1 測點布置的原則
2.8.2 測點優(yōu)化布設(shè)的原則
2.8.3 測點的選取方法
2.9 監(jiān)測系統(tǒng)的安裝調(diào)試
2.10 評估系統(tǒng)的組成
2.11 小結(jié)
第3章 監(jiān)測數(shù)據(jù)的預(yù)處理
3.1 概述
3.2 監(jiān)測系統(tǒng)常見故障及判定方法
3.3 監(jiān)測數(shù)據(jù)常見的問題及處理意見
3.4 實測數(shù)據(jù)的規(guī)律性研究
3.4.1 溫度數(shù)據(jù)分析
3.4.2 應(yīng)力(應(yīng)變)數(shù)據(jù)分析
3.4.3 車流量數(shù)據(jù)分析
3.4.4 車重統(tǒng)計分析
3.5 應(yīng)力與溫度的相關(guān)性分析
3.6 結(jié)構(gòu)變形與溫度/荷載的相關(guān)性分析
3.7 小結(jié)
第4章 基于動力特性的有限元模型修正
4.1 概述
4.2 有限元模型的優(yōu)化方法
4.3 模型介紹及優(yōu)化
4.3.1 橋梁初始有限元模型建立
4.3.2 實測動力特性參數(shù)
4.3.3 模態(tài)對比分析
4.3.4 基于帶修正參數(shù)靈敏度的桁架拱橋的動力特性模型優(yōu)化
4.4 小結(jié)
第5章 基于健康監(jiān)測數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)安全性分析
5.1 概論
5.2 基于傳感器測點之間的關(guān)聯(lián)性分析的損傷定位
5.2.1 關(guān)聯(lián)性的原理
5.2.2 關(guān)聯(lián)度模型
5.2.3 位置關(guān)聯(lián)性的特點
5.2.4 基于關(guān)聯(lián)度的損傷識別
5.2.5 計算與應(yīng)用
5.3 基于監(jiān)測數(shù)據(jù)下的構(gòu)件安全等級評估
5.3.1 可靠度理論
5.3.2 可靠度指標(biāo)
5.3.3 基于實測數(shù)據(jù)下的構(gòu)件的可靠度計算
5.4 基于溫度及車輛荷載作用下的橋梁承載能力評估
5.4.1 極限承載能力驗算依據(jù)
5.4.2 極限承載能力驗算
5.5 針對組合式桁架拱橋的管養(yǎng)建議
5.5.1 組合式桁架拱橋結(jié)構(gòu)存在問題及影響結(jié)構(gòu)可靠性的主要問題
5.5.2 針對于組合式桁架拱橋的監(jiān)測養(yǎng)護(hù)建議
5.6 小結(jié)
結(jié)論與展望
結(jié)論
展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間科研成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Design and application of structural health monitoring system in long-span cable-membrane structure[J]. Tang Teng,Yang Dong-Hui,Wang Lei,Zhang Jian-Ren,Yi Ting-Hua. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2019(02)
[2]基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的系桿拱橋有限元模型修正[J]. 李元吉. 公路與汽運. 2018(04)
[3]基于有限元模型修正技術(shù)的復(fù)雜索拱體系施工穩(wěn)定性[J]. 戴軒奧,張其林,羅曉群. 計算機(jī)輔助工程. 2018(01)
[4]基于監(jiān)測數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)場構(gòu)建的橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估方法研究[J]. 殷杰,張宇峰,彭家意. 現(xiàn)代交通技術(shù). 2017(02)
[5]連續(xù)剛構(gòu)橋健康監(jiān)測系統(tǒng)概述[J]. 陸松. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2015(07)
[6]高速電主軸傳熱機(jī)理及溫度測點優(yōu)化分析[J]. 魏效玲,張寶剛,陳華,尉鶴繽. 煤礦機(jī)械. 2015(01)
[7]基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的橋梁結(jié)構(gòu)可靠性評估[J]. 焦美菊,孫利民,李清富. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(10)
[8]基于新奇檢測技術(shù)的斜拉索狀態(tài)評估[J]. 王修勇,溫青,楊琪,余進(jìn)修,賀雄偉. 公路交通科技. 2011(09)
[9]東營黃河公路大橋工程監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J]. 李惠,楊光煥,馬玉文,張通,歐進(jìn)萍. 公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版). 2008(10)
[10]橋梁溫度測量系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)及應(yīng)用[J]. 符欲梅,朱永,陳偉民,黃尚廉. 公路. 2005(08)
博士論文
[1]基于橋梁全壽命周期的損傷識別及狀態(tài)評估研究[D]. 吳多.長安大學(xué) 2017
[2]西部山區(qū)風(fēng)特性參數(shù)及大跨度鋼桁拱橋抖振響應(yīng)研究[D]. 唐春平.重慶大學(xué) 2014
[3]基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)損傷識別方法研究[D]. 艾永明.長安大學(xué) 2012
[4]基于非線性混沌動力學(xué)理論的在役橋梁狀態(tài)分析研究[D]. 楊建喜.重慶交通大學(xué) 2011
[5]梁式橋梁有限元模型建立與修正及在狀態(tài)評估中的應(yīng)用研究[D]. 林賢坤.南京航空航天大學(xué) 2009
[6]大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)研究與應(yīng)用[D]. 劉永前.北京交通大學(xué) 2007
[7]紅楓湖大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 謝曉堯.武漢理工大學(xué) 2007
[8]基于動力測試的橋梁結(jié)構(gòu)損傷識別及性能評定理論與應(yīng)用研究[D]. 施洲.西南交通大學(xué) 2007
[9]光纖光柵智能材料與橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]. 劉勝春.武漢理工大學(xué) 2006
碩士論文
[1]高墩大跨徑混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁健康監(jiān)測與評估研究[D]. 李鑫.長安大學(xué) 2019
[2]運營環(huán)境下城市梁橋監(jiān)測響應(yīng)相關(guān)性的研究與應(yīng)用[D]. 秦龍飛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]氣膜鋼筋混凝土穹頂結(jié)構(gòu)動力特性試驗研究[D]. 郭豪.河北工程大學(xué) 2017
[4]基于實橋的車輛荷載仿真模擬及其效應(yīng)分析[D]. 魏鵬飛.濟(jì)南大學(xué) 2016
[5]大跨懸索橋主纜錨固區(qū)和吊桿的損傷識別研究[D]. 宋靜然.東南大學(xué) 2016
[6]基于廈門BRT橋梁結(jié)構(gòu)群的橋梁健康監(jiān)測與安全預(yù)警集成系統(tǒng)研究[D]. 駱維斌.蘭州交通大學(xué) 2016
[7]基于云模型的結(jié)構(gòu)損傷識別[D]. 鄭亮亮.重慶大學(xué) 2016
[8]協(xié)作體系預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋動力特性與地震響應(yīng)研究[D]. 張申.長安大學(xué) 2016
[9]基于響應(yīng)面技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)有限元模型修正方法研究[D]. 劉鵬.長安大學(xué) 2016
[10]運營期獨塔自錨式懸索橋監(jiān)測與狀態(tài)評估研究[D]. 李大強.東南大學(xué) 2015
本文編號:3623340
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