大跨徑鋼桁架橋健康監(jiān)測方法及技術(shù)的研究

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1、獨(dú)創(chuàng)性聲明fIYIJIJzlJJU5lll。Jlll4JfllllIJ4J18llJlll本人聲明，所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得武漢理工大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。簽名：學(xué)位論文使用授權(quán)書日期：《墊12二!三二!步本人完全了解武漢理工大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留并向國家

2、有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)武漢理工大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存或匯編本學(xué)位論文。同時(shí)授權(quán)經(jīng)武漢理工大學(xué)認(rèn)可的國家有關(guān)機(jī)構(gòu)或論文數(shù)據(jù)庫使用或收錄本學(xué)位論文，并向社會(huì)公眾提供信息服務(wù)。(保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定)研究生(㈣：C彳猻導(dǎo)師(㈣：日期武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文摘要大跨徑橋梁的安全運(yùn)營對(duì)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展起重要作用，如何保障大跨徑橋梁運(yùn)營安全己成為當(dāng)前乃至今后一段時(shí)期內(nèi)橋梁界研究的重點(diǎn)方向。在橋梁結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位裝設(shè)傳感器，

3、讓橋梁成為智能橋梁是保障橋梁結(jié)構(gòu)安全最為直接、最為便捷的主動(dòng)保障方式之一。國內(nèi)外許多大跨徑橋梁都安裝了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)，但由于橋梁結(jié)構(gòu)和測試環(huán)境限制，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)研究目前還處于理論研究和試驗(yàn)研究階段，尤其是傳感器優(yōu)化布置、海量監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析方法、基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法(結(jié)構(gòu)安全評(píng)估方法)尚未成熟，研究處于基礎(chǔ)性探索階段，距離工程應(yīng)用目標(biāo)尚有較大差距。本文在對(duì)部分國內(nèi)外橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)研和總結(jié)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的傳感器優(yōu)化布置方法、結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別等關(guān)鍵方法和技術(shù)及橋梁群結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測平臺(tái)實(shí)

4、現(xiàn)進(jìn)行研究；采用數(shù)值計(jì)算和模型試驗(yàn)相對(duì)比的手段對(duì)傳感器優(yōu)化布置方法、參數(shù)識(shí)別、損傷識(shí)別方法進(jìn)行驗(yàn)證，最后建立了基于Web．GIS架構(gòu)的橋梁群結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測平臺(tái)，探索并實(shí)現(xiàn)了橋梁群集約化結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測新模式，具體研究內(nèi)容有：(1)建立基于試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕Y(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的試驗(yàn)平臺(tái)。根據(jù)薄壁結(jié)構(gòu)相似理論設(shè)計(jì)大型鋼桁架橋的畸變相似模型，通過模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬驗(yàn)證了相似模型靜動(dòng)力特性的正確性。(2)研究基于有效獨(dú)立算法的傳感器布置優(yōu)化方法，根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)結(jié)構(gòu)的三維特性對(duì)算法進(jìn)行了擴(kuò)展，編制了相關(guān)傳感器優(yōu)化布置的程序，提供結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系

5、統(tǒng)動(dòng)力測試傳感器布置方案。(3)對(duì)結(jié)構(gòu)損傷常用的動(dòng)力參數(shù)、結(jié)構(gòu)響應(yīng)信號(hào)分析等算法進(jìn)行了較系統(tǒng)的理論闡述，并采用數(shù)值模擬對(duì)多類結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法進(jìn)行了比較研究。(4)采用多種基于模態(tài)參數(shù)的損傷識(shí)別方法，通過九江長江大橋數(shù)值及模型試驗(yàn)對(duì)結(jié)構(gòu)有無損傷、構(gòu)件損傷位置、橋梁在運(yùn)營過程中出現(xiàn)重載車輛對(duì)結(jié)構(gòu)特性的影響等問題進(jìn)行了研究；采用小波包信號(hào)分析方法，對(duì)結(jié)構(gòu)單根桿件的質(zhì)量、剛度變化進(jìn)行實(shí)時(shí)信號(hào)分析，并通過有限元計(jì)算及模型試驗(yàn)進(jìn)行了小波包監(jiān)測在線分析方法的對(duì)比驗(yàn)證；同時(shí)考察了人工噪聲對(duì)損傷識(shí)別效果的影響，及其測試數(shù)據(jù)不完備因素的影響。武漢

6、理工大學(xué)博士學(xué)位論文(5)基于Web．GIS架構(gòu)設(shè)計(jì)橋梁群健康監(jiān)測系統(tǒng)平臺(tái)，并將平臺(tái)應(yīng)用于江西省省級(jí)區(qū)域橋梁群健康監(jiān)測。建立九江長江大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)，集成硬件系統(tǒng)，通過軟件實(shí)現(xiàn)健康監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、實(shí)時(shí)監(jiān)測和結(jié)構(gòu)評(píng)估功能，并將其集成到橋梁群健康監(jiān)測系統(tǒng)軟件平臺(tái)。(6)對(duì)橋梁監(jiān)測系統(tǒng)所監(jiān)測的風(fēng)速、結(jié)構(gòu)應(yīng)變、撓度及加速度等多類結(jié)構(gòu)荷載及響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析處理，并實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)的評(píng)估和實(shí)時(shí)安全預(yù)警；選擇了某些健康監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用現(xiàn)場測試手段對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的正確性和系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行驗(yàn)證。關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測；損傷識(shí)別

7、；相似模型；傳感器優(yōu)化；小波變換II武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文ABSTRACTThenationaleconomicdevelopmentcanbeinfluencedbythesafetyoflong—spanbridges，SOhowtoprotecttheoperationalsafetyoflong-spanbridgesthatwillbecomethekeytopicsofbridgecommunityinthenextperiodoftime．Throughinstallingdifferentkindsofsen

8、orsinbridgestructure，thebridgeCanbecomeaintelligentbridge，thatisoneofthemostdirectandconvenientwayofprotectingtheoperationalsafety．Athomea