橋梁集群是指由區(qū)域路網(wǎng)或城市環(huán)線(xiàn)內(nèi)多座橋梁所構(gòu)成的橋梁群體。與單座大型橋梁不同,集群數(shù)據(jù)既涵蓋有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)橋梁的監(jiān)測(cè)信息又包含無(wú)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)橋梁的檢測(cè)信息,數(shù)據(jù)類(lèi)別多;集群內(nèi)非相似橋梁結(jié)構(gòu)需逐一進(jìn)行針對(duì)性數(shù)據(jù)處理,工作量大;集群內(nèi)相似橋梁之間數(shù)據(jù)具有關(guān)聯(lián)性,可挖掘性強(qiáng)。因此,如何有效利用集群數(shù)據(jù)特征,實(shí)現(xiàn)全部橋梁的損傷診斷是健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域頗具挑戰(zhàn)性的課題。針對(duì)這一難題,分別從集群內(nèi)有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的非相似橋梁、有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的相似橋梁及無(wú)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的橋梁三個(gè)方面開(kāi)展了系統(tǒng)研究,主要研究?jī)?nèi)容包括:針對(duì)如何構(gòu)建時(shí)變環(huán)境下?lián)p傷診斷所需的橋梁有限元基準(zhǔn)模型問(wèn)題,提出概率有限元基準(zhǔn)模型的概念。研究時(shí)變環(huán)境下橋梁固有頻率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分布特征,提出基于高斯混合分布的聚類(lèi)分析算法,實(shí)現(xiàn)對(duì)海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分類(lèi);每一類(lèi)別下,依托隨機(jī)有限元模型修正理論,引入Kriging代理模型,提出橋梁結(jié)構(gòu)概率有限元基準(zhǔn)模型的構(gòu)建算法;結(jié)合異常診斷算法理論,構(gòu)造基于概率有限元基準(zhǔn)模型的結(jié)構(gòu)損傷診斷因子,實(shí)現(xiàn)對(duì)集群內(nèi)非相似橋梁結(jié)構(gòu)的損傷診斷,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)有限元技術(shù)無(wú)法描述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分布規(guī)律的缺陷。探索適用于時(shí)變環(huán)境下?lián)p傷診斷的橋梁數(shù)據(jù)基準(zhǔn)模型構(gòu)建問(wèn)題... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

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斜拉橋?qū)嶋H照片

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文30圖2-3斜拉橋?qū)嶋H照片F(xiàn)igure2-3Photoofthemonitoringcable-stayedbridge圖2-4加速度傳感器布置位置圖Figure2-4Layoutmapofaccelerationsensors在2006年至2012年間，利用連續(xù)采集技術(shù)收集了主梁的加速度響應(yīng)的大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。使用特征值識(shí)別算法（ERA）對(duì)每小時(shí)采集的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行模態(tài)參數(shù)識(shí)別。主梁上隨機(jī)選擇的某一傳感器的一小時(shí)的加速度響應(yīng)及其功率譜密度，見(jiàn)圖2-5及圖2-6所示。圖2-5主梁上某一傳感器一小時(shí)的加速度響應(yīng)Figure2-5Onehour’saccelerationresponseofonesensorsetonthemaingirder.圖2-6主梁上某一傳感器一小時(shí)的功率譜密度Figure2-6Onehour’spowerspectraldensity(PSD)ofonesensorsetonthemaingirder.用ERA算法識(shí)別的每小時(shí)的模態(tài)振型與有限元模型解析的模態(tài)振型的差異用MAC值來(lái)描述。2006年至2012年間模態(tài)振型監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的MAC值的波動(dòng)情況見(jiàn)圖2-7所示。

關(guān)性。這與圖2-8與圖2-9中的結(jié)果相一致。2.4.3橋梁結(jié)構(gòu)初始有限元與Kriging模型的建立本節(jié)采用ANSYS軟件建立該橋梁結(jié)構(gòu)的有限元模型，該模型由2157個(gè)節(jié)點(diǎn)和2065個(gè)單元組成。具體模型參數(shù)如下，鋼梁部分使用Beam44單元模擬，彈性模量為2.05×105Mpa；主塔部分依然使用Beam44單元模擬，其中鋼材的彈性模量為2.00×105Mpa，混凝土的彈性模量為3.45×104Mpa；鋼索部分使用Link10單元模擬，鋼材的彈性模量為2.00×105Mpa；所有的鋼材密度為7.85×103kg/m3，混凝土密度為2.55×103kg/m3。計(jì)算的前4階振型（主梁的豎向振動(dòng)），如圖2-11所示。使用有限元模型計(jì)算的前4階頻率信息列在表2-2中。a）第1階振型b）第2階振型c）第3階振型d）第4階振型圖2-11有限元模型計(jì)算的模態(tài)振型Figure2-11ThecalculatedmodalshapeofFEM橋梁的結(jié)構(gòu)剛度反應(yīng)的是橋梁的材料屬性和幾何尺寸。因此，在有限元模型

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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