基于健康監(jiān)測(cè)技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)估和預(yù)警方法研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)是土木工程領(lǐng)域當(dāng)前熱點(diǎn)研究方向。借助我國(guó)大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)的背景，我國(guó)許多大型橋梁結(jié)構(gòu)上安裝了健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。這些健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行，積累了大量的數(shù)據(jù)，如何有效分析橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的海量數(shù)據(jù)，為橋梁結(jié)構(gòu)的狀態(tài)評(píng)估、為研究橋梁結(jié)構(gòu)的性能退化規(guī)律、為驗(yàn)證橋梁結(jié)構(gòu)的分析理論和設(shè)計(jì)假定提供科學(xué)依據(jù)，是健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題之一，也是當(dāng)前結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域最迫切需要解決的問(wèn)題之一。本文系統(tǒng)研究基于健康監(jiān)測(cè)技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)估

2、和損傷預(yù)警方法。
　　主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　提出橋梁結(jié)構(gòu)時(shí)變模態(tài)參數(shù)識(shí)別的非線性主成分分析方法。提出提取溫度和風(fēng)速對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)影響預(yù)處理的非線性主成分分析(Nonlinear Principal Component Analysis, NLPCA)方法，研究橋梁結(jié)構(gòu)自振頻率、振型和阻尼比與溫度和風(fēng)速之間關(guān)系的非線性回歸模型(ANN)。對(duì)實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)分析表明，NLPCA重構(gòu)后的數(shù)據(jù)可以包含原始信號(hào)的主要信

3、號(hào)特征，且溫度和風(fēng)速對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)自振頻率和阻尼比均有顯著影響，但對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)振型影響不明顯。
　　研究基于不確定性模態(tài)參數(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)模型修正方法。針對(duì)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)較多的情況，提出橋梁結(jié)構(gòu)隨機(jī)有限元模型修正方法；針對(duì)結(jié)構(gòu)檢測(cè)數(shù)據(jù)較少的情況，提出基于區(qū)間理論的橋梁結(jié)構(gòu)有限元模型修正方法。分析兩種模型修正方法的特點(diǎn)，并提出不確定性有限元模型修正的順序優(yōu)化方法，修正后的非確定性有限元模型為進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)可靠度分析奠定基礎(chǔ)。
　　提出基

4、于健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)變?nèi)^(guò)程分析方法。研究基于健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)施工階段，荷載試驗(yàn)階段和運(yùn)營(yíng)階段應(yīng)變構(gòu)成與分析方法，提出截面系數(shù)比概念；研究基于健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的橋梁車(chē)輛荷載和溫度荷載引起的應(yīng)變和彎矩的極值分布，以及基于修正模型的橋梁結(jié)構(gòu)車(chē)輛荷載和溫度荷載及風(fēng)荷載產(chǎn)生的應(yīng)變和彎矩極值分布。
　　研究基于健康監(jiān)測(cè)技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)可靠度和疲勞壽命分析方法?；跇蛄航Y(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)極值分布，考慮橋梁結(jié)構(gòu)抗力衰減規(guī)律，提出基于健康監(jiān)測(cè)技術(shù)