基于模態(tài)頻率的矮塔斜拉橋溫度影響研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-14 22:06
橋梁結(jié)構(gòu)因在運(yùn)營(yíng)期間受到荷載作用和環(huán)境溫度的影響而導(dǎo)致承載力下降甚至結(jié)構(gòu)損傷的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,因此研究溫度對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響具有重要意義。目前橋梁的溫度影響研究多集中在靜力特性以及中小跨徑橋梁動(dòng)力特性方面,而對(duì)大跨度矮塔斜拉橋動(dòng)力特性溫度影響的研究則相對(duì)較少。本文以一座雙塔單索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉剛構(gòu)協(xié)作體系的矮塔斜拉橋?yàn)橐劳泄こ?對(duì)大跨度矮塔斜拉橋模態(tài)頻率的溫度影響修正及其應(yīng)用展開了研究,主要工作如下:(1)討論了該矮塔斜拉橋的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng),建立了全橋的Midas/Civil有限元模型,并進(jìn)行了橋梁的動(dòng)力特性分析,提取了相關(guān)的動(dòng)力參數(shù)。(2)根據(jù)該橋健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的溫度與動(dòng)力響應(yīng)數(shù)據(jù)識(shí)別出了該橋的模態(tài)參數(shù),基于識(shí)別結(jié)果分析了其與溫度之間的關(guān)聯(lián)程度,證實(shí)了溫度會(huì)對(duì)不同的模態(tài)參數(shù)產(chǎn)生不同程度的影響,并探討了溫度對(duì)橋梁動(dòng)力特性產(chǎn)生影響的原因。(3)采用主成分分析法降維處理了實(shí)測(cè)溫度數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性,提取了合適數(shù)目的溫度主成分,通過(guò)兩種方法進(jìn)行了支持向量回歸模型中超參數(shù)尋優(yōu)的過(guò)程,并建立了溫度主成分與模態(tài)頻率之間的回歸模型,對(duì)比檢驗(yàn)了模型的預(yù)測(cè)性能,得到了修正溫度影響后的模態(tài)頻率。(4)通過(guò)數(shù)值...
【文章來(lái)源】:武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:104 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 溫度對(duì)橋梁動(dòng)力特性影響研究現(xiàn)狀
1.2.2 修正溫度對(duì)橋梁動(dòng)力特性影響研究現(xiàn)狀
1.2.3 基于動(dòng)力特性的橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 矮塔斜拉橋健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與有限元分析
2.1 依托工程背景
2.1.1 工程概況
2.1.2 橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
2.2 矮塔斜拉橋有限元分析
2.2.1 有限元模型的建立
2.2.2 模型動(dòng)力分析
2.3 本章小結(jié)
第3章 溫度對(duì)矮塔斜拉橋動(dòng)力特性影響與分析
3.1 研究數(shù)據(jù)采集
3.1.1 測(cè)點(diǎn)布置
3.1.2 監(jiān)測(cè)設(shè)備
3.1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源
3.1.4 數(shù)據(jù)采集結(jié)果
3.2 模態(tài)參數(shù)識(shí)別
3.2.1 結(jié)合NExT的FERA算法理論
3.2.1.1 自然激勵(lì)技術(shù)(NExT)
3.2.1.2 快速特征系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)算法(FERA)
3.2.2 矮塔斜拉橋模態(tài)參數(shù)識(shí)別
3.3 溫度對(duì)橋梁動(dòng)力特性影響分析
3.3.1 灰色關(guān)聯(lián)分析法
3.3.2 溫度影響模態(tài)參數(shù)關(guān)聯(lián)度分析
3.4 溫度影響橋梁模態(tài)頻率的機(jī)理分析
3.4.1 溫度影響混凝土結(jié)構(gòu)的彈性模量
3.4.2 溫度影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力和邊界條件
3.5 本章小結(jié)
第4章 矮塔斜拉橋模態(tài)頻率溫度影響的修正與運(yùn)用
4.1 溫度主成分分析
4.1.1 主成分分析法
4.1.2 溫度主成分提取
4.2 構(gòu)建回歸模型
4.2.1 SVR-PSO算法理論
4.2.1.1 SVR算法
4.2.1.2 SVR-PSO算法
4.2.2 溫度與模態(tài)頻率之間SVR模型的建立
4.2.3 粒子群優(yōu)化的SVR模型
4.3 回歸模型預(yù)測(cè)性能檢驗(yàn)分析
4.4 溫度影響修正后的模態(tài)頻率
4.5 修正溫度影響后模態(tài)頻率的應(yīng)用
4.5.1 溫度與結(jié)構(gòu)損傷對(duì)于模態(tài)頻率的影響程度對(duì)比
4.5.2 損傷程度識(shí)別效果對(duì)比
4.6 橋梁模態(tài)頻率溫度影響修正的工程意義探討
4.7 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
5.1 論文主要研究工作及結(jié)論
5.2 不足與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
攻讀碩士學(xué)位期間參加的項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于自適應(yīng)人工魚群算法的鋼梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別[J]. 蔡玉杰,黃民水,程劭熙,乾超越. 土木工程與管理學(xué)報(bào). 2018(05)
[2]基于隨機(jī)子空間方法的懸臂結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究[J]. 唐盛華,方志,張國(guó)剛. 振動(dòng)與沖擊. 2018(14)
[3]基于馬氏距離累積量的斜拉橋主梁損傷識(shí)別方法[J]. 俞鵬,彭衛(wèi),王銀輝,湯煥,陳闖. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(12)
[4]快速特征系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)算法用于環(huán)境激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別[J]. 蒲黔輝,洪彧,王高新,李曉斌. 振動(dòng)與沖擊. 2018(06)
[5]橋梁溫度場(chǎng)研究現(xiàn)狀及分析[J]. 劉登,鄧德員,陳玉驥,陳舟,楊國(guó)飛. 佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[6]環(huán)境溫度對(duì)連續(xù)箱梁剛構(gòu)橋相對(duì)小波熵指標(biāo)的影響研究[J]. 夏樟華,林友勤,張景杭,宗周紅. 振動(dòng)與沖擊. 2017(01)
[7]斜拉-連續(xù)協(xié)作體系橋梁的靜動(dòng)力特性研究[J]. 劉旭政,俞堅(jiān)揚(yáng),劉新民,陳曄. 中外公路. 2016(06)
[8]橋梁模態(tài)頻率異常變化的概率檢測(cè)方法及例證[J]. 鄧揚(yáng),李愛群,劉揚(yáng). 振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2015(06)
[9]大跨度矮塔斜拉橋結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力特性分析[J]. 王立峰,劉龍,肖子旺. 中外公路. 2013(03)
[10]溫度對(duì)橋梁模態(tài)參數(shù)的影響[J]. 李小年,陳艾榮,馬如進(jìn). 華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(04)
博士論文
[1]溫度和車輛耦合作用下梁式橋動(dòng)力特性分析[D]. 王華.吉林大學(xué) 2018
[2]溫度影響下鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋動(dòng)力特性分析與損傷識(shí)別方法研究[D]. 王賢強(qiáng).吉林大學(xué) 2017
[3]矮塔斜拉橋近似分析方法研究[D]. 宋濤.長(zhǎng)安大學(xué) 2016
[4]基于動(dòng)力測(cè)試的橋梁損傷識(shí)別研究[D]. 尚鑫.長(zhǎng)安大學(xué) 2014
[5]混凝土斜拉橋的模態(tài)參數(shù)識(shí)別與模型修正[D]. 張國(guó)剛.湖南大學(xué) 2013
[6]大跨剛構(gòu)—連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)性能的運(yùn)營(yíng)環(huán)境影響與規(guī)律分析[D]. 王蕾.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[7]混凝土橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別試驗(yàn)研究[D]. 唐盛華.湖南大學(xué) 2013
[8]基于環(huán)境激勵(lì)的大型土木工程結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別研究[D]. 葉錫均.華南理工大學(xué) 2012
[9]環(huán)境激勵(lì)下大跨空間鋼結(jié)構(gòu)參數(shù)識(shí)別與損傷預(yù)警[D]. 朱焰煌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[10]基于動(dòng)力指紋的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別可靠度方法研究[D]. 譚林.華南理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]大跨度結(jié)合梁斜拉橋靜動(dòng)力計(jì)算及索梁錨固區(qū)詳細(xì)應(yīng)力分析[D]. 劉旭東.西南交通大學(xué) 2018
[2]溫度影響下混凝土力學(xué)性能及混凝土簡(jiǎn)支梁動(dòng)力特性分析與損傷識(shí)別方法研究[D]. 田帥.吉林大學(xué) 2018
[3]大跨度斜拉橋隨機(jī)地震響應(yīng)及動(dòng)力可靠度分析[D]. 雷順成.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 2017
[4]基于主成分分析的焊縫缺陷識(shí)別算法研究[D]. 張君.西安石油大學(xué) 2017
[5]帝國(guó)主義競(jìng)爭(zhēng)算法的改進(jìn)及其在結(jié)構(gòu)識(shí)別中的應(yīng)用[D]. 邵永亮.蘇州科技大學(xué) 2017
[6]諧波激勵(lì)作用下橋梁疲勞裂縫損傷識(shí)別方法研究[D]. 馬楠楠.吉林大學(xué) 2017
[7]溫度影響下混凝土簡(jiǎn)支梁有限元模型修正損傷識(shí)別方法研究[D]. 付宇.吉林大學(xué) 2017
[8]環(huán)境變化下基于主成分分析的海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究[D]. 付珍珍.青島理工大學(xué) 2016
[9]矮塔斜拉橋合理成橋狀態(tài)下索力優(yōu)化方法研究[D]. 姚博強(qiáng).北京建筑大學(xué) 2016
[10]大跨度鐵路矮塔斜拉橋力學(xué)特性研究[D]. 吳強(qiáng).南昌大學(xué) 2016
本文編號(hào):3138099
【文章來(lái)源】:武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:104 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 溫度對(duì)橋梁動(dòng)力特性影響研究現(xiàn)狀
1.2.2 修正溫度對(duì)橋梁動(dòng)力特性影響研究現(xiàn)狀
1.2.3 基于動(dòng)力特性的橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 矮塔斜拉橋健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與有限元分析
2.1 依托工程背景
2.1.1 工程概況
2.1.2 橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
2.2 矮塔斜拉橋有限元分析
2.2.1 有限元模型的建立
2.2.2 模型動(dòng)力分析
2.3 本章小結(jié)
第3章 溫度對(duì)矮塔斜拉橋動(dòng)力特性影響與分析
3.1 研究數(shù)據(jù)采集
3.1.1 測(cè)點(diǎn)布置
3.1.2 監(jiān)測(cè)設(shè)備
3.1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源
3.1.4 數(shù)據(jù)采集結(jié)果
3.2 模態(tài)參數(shù)識(shí)別
3.2.1 結(jié)合NExT的FERA算法理論
3.2.1.1 自然激勵(lì)技術(shù)(NExT)
3.2.1.2 快速特征系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)算法(FERA)
3.2.2 矮塔斜拉橋模態(tài)參數(shù)識(shí)別
3.3 溫度對(duì)橋梁動(dòng)力特性影響分析
3.3.1 灰色關(guān)聯(lián)分析法
3.3.2 溫度影響模態(tài)參數(shù)關(guān)聯(lián)度分析
3.4 溫度影響橋梁模態(tài)頻率的機(jī)理分析
3.4.1 溫度影響混凝土結(jié)構(gòu)的彈性模量
3.4.2 溫度影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力和邊界條件
3.5 本章小結(jié)
第4章 矮塔斜拉橋模態(tài)頻率溫度影響的修正與運(yùn)用
4.1 溫度主成分分析
4.1.1 主成分分析法
4.1.2 溫度主成分提取
4.2 構(gòu)建回歸模型
4.2.1 SVR-PSO算法理論
4.2.1.1 SVR算法
4.2.1.2 SVR-PSO算法
4.2.2 溫度與模態(tài)頻率之間SVR模型的建立
4.2.3 粒子群優(yōu)化的SVR模型
4.3 回歸模型預(yù)測(cè)性能檢驗(yàn)分析
4.4 溫度影響修正后的模態(tài)頻率
4.5 修正溫度影響后模態(tài)頻率的應(yīng)用
4.5.1 溫度與結(jié)構(gòu)損傷對(duì)于模態(tài)頻率的影響程度對(duì)比
4.5.2 損傷程度識(shí)別效果對(duì)比
4.6 橋梁模態(tài)頻率溫度影響修正的工程意義探討
4.7 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
5.1 論文主要研究工作及結(jié)論
5.2 不足與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
攻讀碩士學(xué)位期間參加的項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于自適應(yīng)人工魚群算法的鋼梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別[J]. 蔡玉杰,黃民水,程劭熙,乾超越. 土木工程與管理學(xué)報(bào). 2018(05)
[2]基于隨機(jī)子空間方法的懸臂結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究[J]. 唐盛華,方志,張國(guó)剛. 振動(dòng)與沖擊. 2018(14)
[3]基于馬氏距離累積量的斜拉橋主梁損傷識(shí)別方法[J]. 俞鵬,彭衛(wèi),王銀輝,湯煥,陳闖. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(12)
[4]快速特征系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)算法用于環(huán)境激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別[J]. 蒲黔輝,洪彧,王高新,李曉斌. 振動(dòng)與沖擊. 2018(06)
[5]橋梁溫度場(chǎng)研究現(xiàn)狀及分析[J]. 劉登,鄧德員,陳玉驥,陳舟,楊國(guó)飛. 佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[6]環(huán)境溫度對(duì)連續(xù)箱梁剛構(gòu)橋相對(duì)小波熵指標(biāo)的影響研究[J]. 夏樟華,林友勤,張景杭,宗周紅. 振動(dòng)與沖擊. 2017(01)
[7]斜拉-連續(xù)協(xié)作體系橋梁的靜動(dòng)力特性研究[J]. 劉旭政,俞堅(jiān)揚(yáng),劉新民,陳曄. 中外公路. 2016(06)
[8]橋梁模態(tài)頻率異常變化的概率檢測(cè)方法及例證[J]. 鄧揚(yáng),李愛群,劉揚(yáng). 振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2015(06)
[9]大跨度矮塔斜拉橋結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力特性分析[J]. 王立峰,劉龍,肖子旺. 中外公路. 2013(03)
[10]溫度對(duì)橋梁模態(tài)參數(shù)的影響[J]. 李小年,陳艾榮,馬如進(jìn). 華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(04)
博士論文
[1]溫度和車輛耦合作用下梁式橋動(dòng)力特性分析[D]. 王華.吉林大學(xué) 2018
[2]溫度影響下鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋動(dòng)力特性分析與損傷識(shí)別方法研究[D]. 王賢強(qiáng).吉林大學(xué) 2017
[3]矮塔斜拉橋近似分析方法研究[D]. 宋濤.長(zhǎng)安大學(xué) 2016
[4]基于動(dòng)力測(cè)試的橋梁損傷識(shí)別研究[D]. 尚鑫.長(zhǎng)安大學(xué) 2014
[5]混凝土斜拉橋的模態(tài)參數(shù)識(shí)別與模型修正[D]. 張國(guó)剛.湖南大學(xué) 2013
[6]大跨剛構(gòu)—連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)性能的運(yùn)營(yíng)環(huán)境影響與規(guī)律分析[D]. 王蕾.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[7]混凝土橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別試驗(yàn)研究[D]. 唐盛華.湖南大學(xué) 2013
[8]基于環(huán)境激勵(lì)的大型土木工程結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別研究[D]. 葉錫均.華南理工大學(xué) 2012
[9]環(huán)境激勵(lì)下大跨空間鋼結(jié)構(gòu)參數(shù)識(shí)別與損傷預(yù)警[D]. 朱焰煌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[10]基于動(dòng)力指紋的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別可靠度方法研究[D]. 譚林.華南理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]大跨度結(jié)合梁斜拉橋靜動(dòng)力計(jì)算及索梁錨固區(qū)詳細(xì)應(yīng)力分析[D]. 劉旭東.西南交通大學(xué) 2018
[2]溫度影響下混凝土力學(xué)性能及混凝土簡(jiǎn)支梁動(dòng)力特性分析與損傷識(shí)別方法研究[D]. 田帥.吉林大學(xué) 2018
[3]大跨度斜拉橋隨機(jī)地震響應(yīng)及動(dòng)力可靠度分析[D]. 雷順成.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 2017
[4]基于主成分分析的焊縫缺陷識(shí)別算法研究[D]. 張君.西安石油大學(xué) 2017
[5]帝國(guó)主義競(jìng)爭(zhēng)算法的改進(jìn)及其在結(jié)構(gòu)識(shí)別中的應(yīng)用[D]. 邵永亮.蘇州科技大學(xué) 2017
[6]諧波激勵(lì)作用下橋梁疲勞裂縫損傷識(shí)別方法研究[D]. 馬楠楠.吉林大學(xué) 2017
[7]溫度影響下混凝土簡(jiǎn)支梁有限元模型修正損傷識(shí)別方法研究[D]. 付宇.吉林大學(xué) 2017
[8]環(huán)境變化下基于主成分分析的海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究[D]. 付珍珍.青島理工大學(xué) 2016
[9]矮塔斜拉橋合理成橋狀態(tài)下索力優(yōu)化方法研究[D]. 姚博強(qiáng).北京建筑大學(xué) 2016
[10]大跨度鐵路矮塔斜拉橋力學(xué)特性研究[D]. 吳強(qiáng).南昌大學(xué) 2016
本文編號(hào):3138099
本文鏈接:http://www.sikaile.net/kejilunwen/daoluqiaoliang/3138099.html
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