基于ARMA模型的伊通河橋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建模與可靠度分析.pdf

1、20世紀(jì)80年代以來,我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,橋梁建設(shè)事業(yè)也取得了巨大的成就。同時(shí),我國(guó)的橋梁工程也面臨著與世界上其他眾多國(guó)家同樣的橋梁事故問題。為此,國(guó)內(nèi)外不少己建或在建的橋梁己安裝了不同規(guī)模的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。至今,橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立技術(shù)已經(jīng)趨于完善,經(jīng)過30年左右的監(jiān)測(cè),積累了大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),如何處理這些數(shù)據(jù)漸漸成為研究熱點(diǎn)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的建模分析理論尚未發(fā)展完善,如何正確、及時(shí)地分析處理海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也就成為橋梁狀態(tài)評(píng)估和性能預(yù)測(cè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

2、。
　　橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù),通常與時(shí)間有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,時(shí)間序列分析方法以數(shù)據(jù)本身為出發(fā)點(diǎn),探求時(shí)序本身的規(guī)律,以時(shí)間序列方法分析健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),便于從整體上把握橋梁的狀態(tài)信息,以至預(yù)測(cè)未來的狀態(tài)信息。有鑒于此,本文以“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)建?！睘樽谥?采用時(shí)間序列理論中最常用的自回歸滑動(dòng)平均(ARMA)模型對(duì)橋梁監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模,并在該模型的基礎(chǔ)上,基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算分析橋梁的可靠指標(biāo)。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　首先,詳細(xì)介紹了AR

3、MA模型建立的關(guān)鍵步驟,并應(yīng)用Levenberg-Marquarat算法對(duì)參數(shù)估計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)。然后,結(jié)合伊通河大橋的主梁豎向加速度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù).應(yīng)用改進(jìn)的估計(jì)算法建立ARMA模型,對(duì)其進(jìn)行分析與預(yù)測(cè),驗(yàn)證時(shí)間序列分析方法的可行性,并參考加拿大安大略省橋規(guī)(OHBDC-1995)中容許加速度的限定,對(duì)伊通河橋的行車舒適度進(jìn)行了評(píng)定。
　　然后,結(jié)合伊通河大橋的傾角儀數(shù)據(jù),通過計(jì)算拾取主梁撓度信息,建立ARMA模型,進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析,

4、對(duì)撓度數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,應(yīng)用核密度估計(jì)方法估計(jì)撓度數(shù)據(jù)的概率密度函數(shù),并應(yīng)用MCMC模擬法計(jì)算分析了主梁在正常使用極限狀態(tài)下的可靠指標(biāo),驗(yàn)證了方法的可行性,并分析了橋梁結(jié)構(gòu)豎向撓度限值的選取對(duì)主梁正常使用狀態(tài)下可靠性能評(píng)定的影響規(guī)律。
　　最后,結(jié)合伊通河大橋的吊桿壓力環(huán)數(shù)據(jù),識(shí)別其關(guān)鍵構(gòu)件一一吊桿的索力,建立了ARMA模型,進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析,對(duì)吊桿索力數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,應(yīng)用核密度估計(jì)方法估計(jì)吊桿索力數(shù)據(jù)的概率密度函數(shù),并應(yīng)用MC