基于空間相關(guān)性的拉索群狀態(tài)評(píng)估方法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-15 14:55
近年來,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,中國正處于大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時(shí)期。斜拉橋因其跨越能力,剛度和抗風(fēng)性能等方面的優(yōu)點(diǎn)已成為大跨度橋梁的主要選擇之一。而斜拉索作為斜拉橋結(jié)構(gòu)的重要組成,在服役過程中容易遭受疲勞破壞和銹蝕損傷等使拉索強(qiáng)度降低、壽命縮減,危及到橋梁結(jié)構(gòu)的安全。隨著結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展,監(jiān)測拉索索力的荷載響應(yīng)和變化趨勢,為拉索狀態(tài)評(píng)估和橋梁結(jié)構(gòu)安全提供依據(jù),已日益成為大跨斜拉橋結(jié)構(gòu)安全健康監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分。而大跨斜拉橋的拉索數(shù)量眾多,而考慮到健康監(jiān)測系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性,一般僅在少量斜拉索上布置監(jiān)測傳感器,無法獲取未安裝傳感器的拉索時(shí)變索力。本文充分利用大跨斜拉橋健康監(jiān)測系統(tǒng)斜拉索時(shí)變索力監(jiān)測數(shù)據(jù),系統(tǒng)研究了基于拉索空間相關(guān)性的拉索群狀態(tài)評(píng)估方法。研究了拉索環(huán)境荷載效應(yīng)空間相關(guān)性的屬性量化和建模方法,并提出了考慮空間相關(guān)性模型誤差影響的索力監(jiān)測位置優(yōu)化算法和未監(jiān)測拉索環(huán)境荷載效應(yīng)預(yù)測方法;基于優(yōu)化后的拉索監(jiān)測位置,研究了基于拉索荷載效應(yīng)空間相關(guān)性的車輛荷載及空間分布識(shí)別方法,實(shí)現(xiàn)了全橋拉索群環(huán)境荷載和車輛荷載效應(yīng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測;并基于未監(jiān)測位置拉索預(yù)測時(shí)變索力,分別對(duì)拉索設(shè)計(jì)壽命內(nèi)疲勞損...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 空間相關(guān)性在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域研究現(xiàn)狀
1.2.2 傳感器優(yōu)化布設(shè)研究現(xiàn)狀
1.2.3 車輛荷載識(shí)別的研究現(xiàn)狀
1.2.4 斜拉索狀態(tài)評(píng)估方法研究現(xiàn)狀
1.2.5 研究現(xiàn)狀分析
1.3 課題來源及主要研究內(nèi)容
1.3.1 課題來源
1.3.2 主要研究內(nèi)容
第2章 基于索力趨勢項(xiàng)的空間相關(guān)性建模及傳感器優(yōu)化布置方法研究
2.1 前言
2.2 拉索時(shí)變索力監(jiān)測數(shù)據(jù)預(yù)處理與空間相關(guān)性分析
2.2.1 南京長江三橋索力監(jiān)測系統(tǒng)介紹
2.2.2 拉索時(shí)變索力監(jiān)測數(shù)據(jù)預(yù)處理及空間相關(guān)性分析
2.3 基于索力趨勢項(xiàng)的空間相關(guān)性建模及傳感器優(yōu)化布置方法
2.3.1 空間相關(guān)性回歸建模
2.3.2 基于空間相關(guān)性模型誤差的傳感器優(yōu)化布置方法
2.4 南京長江三橋拉索群傳感器優(yōu)化布置結(jié)果與分析
2.4.1 傳感器優(yōu)化布置結(jié)果
2.4.2 空間相關(guān)性模型預(yù)測結(jié)果分析
2.5 本章小結(jié)
第3章 基于索力峰值項(xiàng)空間相關(guān)性的車輛荷載識(shí)別方法研究
3.1 前言
3.2 多車載作用下車輛模型與索力峰值識(shí)別方法
3.2.1 移動(dòng)車載作用下拉索索力變化及影響線
3.2.2 多車輛荷載模型
3.2.3 多車載作用下索力峰值識(shí)別方法
3.3 車輛荷載橫向分布模型與車道識(shí)別
3.3.1 車輛荷載橫向分布建模
3.3.2 車輛荷載車道識(shí)別
3.4 車輛荷載匹配識(shí)別與位置估計(jì)
3.4.1 時(shí)間區(qū)間估計(jì)
3.4.2 車輛荷載匹配
3.4.3 車輛荷載位置估計(jì)
3.5 數(shù)值算例
3.5.1 工程概況及有限元模型
3.5.2 單車道車載作用下車輛總重識(shí)別
3.6 南京長江三橋車輛荷載識(shí)別結(jié)果
3.6.1 數(shù)據(jù)來源
3.6.2 車輛荷載識(shí)別結(jié)果
3.6.3 車輛荷載識(shí)別結(jié)果分析
3.7 本章小結(jié)
第4章 基于預(yù)測時(shí)變索力的拉索群狀態(tài)評(píng)估
4.1 前言
4.2 拉索疲勞損傷評(píng)估
4.2.1 數(shù)據(jù)提取
4.2.2 等效疲勞應(yīng)力幅
4.2.3 拉索疲勞累計(jì)損傷
4.3 拉索極限承載能力評(píng)估
4.3.1 拉索荷載效應(yīng)極值分布
4.3.2 拉索抗力衰減模型
4.3.3 拉索極限承載能力可靠度分析
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于南京長江三橋的車輛荷載模型[J]. 林詩楓,黃僑,任遠(yuǎn),樊葉華,楊娟. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(02)
[2]結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測數(shù)據(jù)科學(xué)與工程[J]. 李惠,鮑躍全,李順龍,張東昱. 工程力學(xué). 2015(08)
[3]基于振動(dòng)監(jiān)測的斜拉索時(shí)變索力識(shí)別方法[J]. 張福儉,李惠,毛晨曦. 土木工程與管理學(xué)報(bào). 2013(03)
[4]蘇通大橋運(yùn)營階段車輛荷載識(shí)別及其特性[J]. 陳艾榮,馬如進(jìn),許艷梅. 重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(S1)
[5]基于WIM數(shù)據(jù)分析的上海長江大橋拉索疲勞應(yīng)力譜研究[J]. 王永濤,胡明敏. 測試技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(01)
[6]基于健康監(jiān)測系統(tǒng)的大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋移動(dòng)荷載識(shí)別[J]. 夏樟華,宗周紅,李嘉維,孫建林. 中國公路學(xué)報(bào). 2012(05)
[7]基于異常識(shí)別和關(guān)聯(lián)分析的橋梁數(shù)據(jù)復(fù)合診斷[J]. 梁棟,張宇峰,袁慎芳,吳鍵. 振動(dòng).測試與診斷. 2012(03)
[8]考慮隨機(jī)車載-風(fēng)載聯(lián)合作用的斜拉橋拉索疲勞可靠性分析[J]. 李巖,呂大剛,盛洪飛. 中國公路學(xué)報(bào). 2012(02)
[9]橋梁健康監(jiān)測之傳感器優(yōu)化布置[J]. 丁小俊,朱艷,劉杰. 山西建筑. 2011(27)
[10]車輛輪跡線位置對(duì)鋼橋面板疲勞應(yīng)力幅的影響[J]. 崔冰,吳沖,丁文俊,童育強(qiáng). 建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2010(03)
博士論文
[1]大跨度斜拉橋拉索索力與車輛荷載識(shí)別及建模研究[D]. 張福儉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]基于健康監(jiān)測技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)估和預(yù)警方法研究[D]. 李順龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[3]平行鋼絲斜拉索全壽命安全評(píng)定方法研究[D]. 蘭成明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[4]拉索損傷演化機(jī)理與剩余使用壽命評(píng)估[D]. 徐俊.同濟(jì)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]腐蝕環(huán)境下斜拉索高強(qiáng)鋼絲退化狀態(tài)研究[D]. 徐陽.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
本文編號(hào):3438163
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 空間相關(guān)性在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域研究現(xiàn)狀
1.2.2 傳感器優(yōu)化布設(shè)研究現(xiàn)狀
1.2.3 車輛荷載識(shí)別的研究現(xiàn)狀
1.2.4 斜拉索狀態(tài)評(píng)估方法研究現(xiàn)狀
1.2.5 研究現(xiàn)狀分析
1.3 課題來源及主要研究內(nèi)容
1.3.1 課題來源
1.3.2 主要研究內(nèi)容
第2章 基于索力趨勢項(xiàng)的空間相關(guān)性建模及傳感器優(yōu)化布置方法研究
2.1 前言
2.2 拉索時(shí)變索力監(jiān)測數(shù)據(jù)預(yù)處理與空間相關(guān)性分析
2.2.1 南京長江三橋索力監(jiān)測系統(tǒng)介紹
2.2.2 拉索時(shí)變索力監(jiān)測數(shù)據(jù)預(yù)處理及空間相關(guān)性分析
2.3 基于索力趨勢項(xiàng)的空間相關(guān)性建模及傳感器優(yōu)化布置方法
2.3.1 空間相關(guān)性回歸建模
2.3.2 基于空間相關(guān)性模型誤差的傳感器優(yōu)化布置方法
2.4 南京長江三橋拉索群傳感器優(yōu)化布置結(jié)果與分析
2.4.1 傳感器優(yōu)化布置結(jié)果
2.4.2 空間相關(guān)性模型預(yù)測結(jié)果分析
2.5 本章小結(jié)
第3章 基于索力峰值項(xiàng)空間相關(guān)性的車輛荷載識(shí)別方法研究
3.1 前言
3.2 多車載作用下車輛模型與索力峰值識(shí)別方法
3.2.1 移動(dòng)車載作用下拉索索力變化及影響線
3.2.2 多車輛荷載模型
3.2.3 多車載作用下索力峰值識(shí)別方法
3.3 車輛荷載橫向分布模型與車道識(shí)別
3.3.1 車輛荷載橫向分布建模
3.3.2 車輛荷載車道識(shí)別
3.4 車輛荷載匹配識(shí)別與位置估計(jì)
3.4.1 時(shí)間區(qū)間估計(jì)
3.4.2 車輛荷載匹配
3.4.3 車輛荷載位置估計(jì)
3.5 數(shù)值算例
3.5.1 工程概況及有限元模型
3.5.2 單車道車載作用下車輛總重識(shí)別
3.6 南京長江三橋車輛荷載識(shí)別結(jié)果
3.6.1 數(shù)據(jù)來源
3.6.2 車輛荷載識(shí)別結(jié)果
3.6.3 車輛荷載識(shí)別結(jié)果分析
3.7 本章小結(jié)
第4章 基于預(yù)測時(shí)變索力的拉索群狀態(tài)評(píng)估
4.1 前言
4.2 拉索疲勞損傷評(píng)估
4.2.1 數(shù)據(jù)提取
4.2.2 等效疲勞應(yīng)力幅
4.2.3 拉索疲勞累計(jì)損傷
4.3 拉索極限承載能力評(píng)估
4.3.1 拉索荷載效應(yīng)極值分布
4.3.2 拉索抗力衰減模型
4.3.3 拉索極限承載能力可靠度分析
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于南京長江三橋的車輛荷載模型[J]. 林詩楓,黃僑,任遠(yuǎn),樊葉華,楊娟. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(02)
[2]結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測數(shù)據(jù)科學(xué)與工程[J]. 李惠,鮑躍全,李順龍,張東昱. 工程力學(xué). 2015(08)
[3]基于振動(dòng)監(jiān)測的斜拉索時(shí)變索力識(shí)別方法[J]. 張福儉,李惠,毛晨曦. 土木工程與管理學(xué)報(bào). 2013(03)
[4]蘇通大橋運(yùn)營階段車輛荷載識(shí)別及其特性[J]. 陳艾榮,馬如進(jìn),許艷梅. 重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(S1)
[5]基于WIM數(shù)據(jù)分析的上海長江大橋拉索疲勞應(yīng)力譜研究[J]. 王永濤,胡明敏. 測試技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(01)
[6]基于健康監(jiān)測系統(tǒng)的大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋移動(dòng)荷載識(shí)別[J]. 夏樟華,宗周紅,李嘉維,孫建林. 中國公路學(xué)報(bào). 2012(05)
[7]基于異常識(shí)別和關(guān)聯(lián)分析的橋梁數(shù)據(jù)復(fù)合診斷[J]. 梁棟,張宇峰,袁慎芳,吳鍵. 振動(dòng).測試與診斷. 2012(03)
[8]考慮隨機(jī)車載-風(fēng)載聯(lián)合作用的斜拉橋拉索疲勞可靠性分析[J]. 李巖,呂大剛,盛洪飛. 中國公路學(xué)報(bào). 2012(02)
[9]橋梁健康監(jiān)測之傳感器優(yōu)化布置[J]. 丁小俊,朱艷,劉杰. 山西建筑. 2011(27)
[10]車輛輪跡線位置對(duì)鋼橋面板疲勞應(yīng)力幅的影響[J]. 崔冰,吳沖,丁文俊,童育強(qiáng). 建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2010(03)
博士論文
[1]大跨度斜拉橋拉索索力與車輛荷載識(shí)別及建模研究[D]. 張福儉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]基于健康監(jiān)測技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)估和預(yù)警方法研究[D]. 李順龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[3]平行鋼絲斜拉索全壽命安全評(píng)定方法研究[D]. 蘭成明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[4]拉索損傷演化機(jī)理與剩余使用壽命評(píng)估[D]. 徐俊.同濟(jì)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]腐蝕環(huán)境下斜拉索高強(qiáng)鋼絲退化狀態(tài)研究[D]. 徐陽.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
本文編號(hào):3438163
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