基于改進遺傳算法的橋梁監(jiān)測傳感器測點優(yōu)化布置研究及監(jiān)測信號處理.pdf

1、隨著橋梁結構規(guī)模越來越大，受力特性趨于復雜，建立橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)能最大限度監(jiān)控其工作狀態(tài)。其中加速度傳感器測點的優(yōu)化布置直接關系著監(jiān)測系統(tǒng)信息的采集效果，因此需要用最有限的測點滿足橋梁健康監(jiān)測的需求。當確定出加速度傳感器測點的優(yōu)化布置方案后，運行橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)，就涉及到對相關測點采集的加速度信號進行分析處理。本文結合數值模擬和工程案例，對幾種不同的測點優(yōu)化布置算法進行了研究，并對實橋跨中豎向和橫向測點采集到的加速度信號采用3種不同的信

2、號分析處理方法進行分析，論文主要研究有:
　　(1)對橋梁結構的健康監(jiān)測研究現狀進行了總結，同時構建出傳感器優(yōu)化布置的數學模型，最后針對目前常用的3種信號分析處理方法進行了總結。針對傳感器優(yōu)化布置的方法:有效獨立算法、遺傳算法、模擬退火算法和蟻群算法原理進行了詳細研究;對信號分析的方法:快速傅里葉變換、小波變換和HHT變換進行了詳細研究。
　　(2)詳細分析了軟計算（遺傳算法、模擬退火算法和蟻群算法）的收斂性，編寫出軟計算的

3、MATLAB程序。以4個典型函數為數值實驗平臺，分別采用這3種算法進行對比實驗分析，分析其優(yōu)化性能和適用范圍。以實際比較復雜的測點最優(yōu)路徑優(yōu)化應用問題，檢驗軟計算的實際應用性能。當只有10個測點時，3種算法均能快速收斂到全局最優(yōu)解，但當有100個測點時，只能求得近似解。
　　(3)針對主跨1092m的滬通長江大橋，采用MIDAS CIVIL2013建立有限元模型，然后進行模態(tài)分析，提取相關模態(tài)信息，然后分別采用有效獨立法、改進遺傳

4、算法和模擬退火算法對主桁架豎向加速度測點和橋塔縱向傾角測點進行優(yōu)化布置。根據優(yōu)化結果，對比研究不同算法的優(yōu)化效果和特點，確定綜合布置方案。
　　(4)根據滬通長江大橋的主桁架豎向加速度傳感器優(yōu)化布置方案，在滬通長江大橋的MIDAS有限元模型中，給橋梁結構分別施加單位脈沖荷載和白噪聲激勵，提取出傳感器測點位置的加速度響應信號，進行信號的時域分析，識別橋梁的模態(tài)參數。
　　(5)針對某大橋跨中豎向和橫向加速度傳感器測點在車輛荷載