【博士】紅楓湖大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)關鍵技術研究【2007】

內(nèi)容簡介

　　學科專業(yè)：交通信息工程與控制　　授予學位：博士　　學位授予單位：武漢理工大學　　學位年度： 2007年　　進入21世紀，由于中國高速公路的迅猛發(fā)展，國內(nèi)眾多學者開始關注大型橋梁的健康監(jiān)測與養(yǎng)護。但橋梁工程涉及眾多學科，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測復雜，有許多關鍵的理論及方法還處于探索中。本論文依托于貴州紅楓湖特大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實施，對大跨度的單塔斜拉橋健康監(jiān)測系統(tǒng)涉及到的若干方法及問題進行了卓有成效的研究。其完成的主要工作及創(chuàng)新點如下：　　通過翔實的調(diào)研與實地考察，選定了斜拉橋?qū)嵤┙】当O(jiān)測。完成了紅楓湖大橋?qū)崟r健康監(jiān)測系統(tǒng)的分析與設計。具體實現(xiàn)了大橋的斜拉索索力監(jiān)測子系統(tǒng)、主梁振動監(jiān)測子系統(tǒng)、應力應變溫度補償監(jiān)測子系統(tǒng)。為貴州省的大型橋梁健康監(jiān)測建立了一個示范樣板。　　采用先進的光纖光柵傳感器技術以及SDH(同步數(shù)字體系)通信技術解決建在深溝峽谷的橋梁實施健康監(jiān)測實時信息如何傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的問題?！　〔捎没谝苿油ㄐ呕ヂ?lián)網(wǎng)短信傳輸技術，使紅楓湖大橋?qū)崟r健康監(jiān)測數(shù)據(jù)使用短信方式傳送到互聯(lián)網(wǎng)上，實現(xiàn)網(wǎng)上相關用戶信息共享，便于橋梁及時健康診斷?！　π崩魉髁铀俣葌鞲衅鞯降膶崟r監(jiān)測信號，應用FFT快速傅里葉變換進行分析。為保證得到的索力值的準確性，提出了用峰值法，倒頻譜方法和自相關函數(shù)方法分別識別索力振動的基頻，并將結(jié)果進行比較分析，發(fā)現(xiàn)了應用峰值法固有的缺陷，可采用倒頻譜或自相關函數(shù)方法進行補充?！　Υ笮托崩瓨蚶鲗嵤┙】当O(jiān)測，由于經(jīng)費的問題，不可能每一根拉索都安裝一個加速度傳感器。如何解決對每一根拉索索力值都能實時了解，本論文提出了用3層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡構(gòu)建紅楓湖大橋橋索索力的網(wǎng)絡模型，并用多個實測樣板訓練模型。通過該模型從已知的被監(jiān)測拉索索力推導出未被監(jiān)測的斜拉索索力值并用實測數(shù)據(jù)進行了驗證，證明了預測的數(shù)據(jù)是可信的。對橋梁實施健康監(jiān)測，最終的目的是進行橋梁結(jié)構(gòu)的損傷診斷，而損傷診斷的關鍵是橋梁結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的識別。本論文采用HHT方法，對紅楓湖大橋主梁的實時監(jiān)測的振動信號進行結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別，首先是對信號進行EMD，得到IMF分量和殘余項，再進行RDT，最后應用HT變換求得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)感興趣的低頻及阻尼比。由實測分析可見，HHT方法是一種適合大型橋梁結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別的較好方法?！　?

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