大跨径斜拉桥健康监测及损伤评估的分析研究

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1、分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文大跨径斜拉桥健康监测及损伤评估的分析研究作者姓名：张闯闯入学年份：2013年9月指导教师：张海教授学科专业：道路与铁道工程申请学位：工学硕士所在单位：交通工程学院论文提交日期：2015年12月论文答辩日期：2015年12月学位授予日期：2016年1月答辩委员会主席：王立红答辩委员会组成：王立红、包龙生、宋福春、王占飞、薛兴伟论文评阅人：硕士研究生学位论文摘要I摘要大型桥梁建设作为基础建设的重要组成部分，在很大程度上促进我国经济快速发展。尤其是大跨径斜拉桥建设方面在其数量上一直处于世

2、界前列。然而在桥梁施工和实际使用过程中，由于技术水平制约、超荷载运营、结构老化、使用年限过长等因素导致桥梁受到不同程度的损伤。甚至严重时可能发生桥梁垮塌事故，给我国的交通运输、人民生命财产安全等带来了灾难性的破坏。惨痛事故的背后值得人们深思，随之而来的就是对桥梁结构健康状况的越发重视，大跨径斜拉桥的健康监测和损伤评估的研究意义不可忽视，已成为目前桥梁建设事业上重点研究课题。本文详细阐述了桥梁健康监测和损伤评估的内容及发展状况，综合现阶段相对完善的理论基础和研究成果并结合辽河特大桥健康监测系统的特点进行了分析。该系统选用光纤光栅传感器、自动

3、化信息采集系统等进行各个监测点的数据采集，并对采集的原始数据进行滤波处理，然后对处理后的数据进行小波分析得到能够真实反应桥梁结构状态的数据参数。通过运用小波分析法对大量的原始数据进行时时、有效的降噪处理，过滤掉受白噪声影响的干扰数据。为随后的桥梁有限元建模、分析以及结构的损伤分析提供了保障。本文通过运用ANSYS有限元分析软件对辽河特大桥进行建模和静动力学分析，掌握该斜拉桥结构的受力特点。然后通过神经网络算法对桥梁结构数据信息进行训练和学习，对桥梁结构进行损伤识别，针对斜拉桥的斜拉索、钢箱梁、索塔、支座进行损伤评估。最后结合相关规范提出合

4、理的管理和养护建议，大大提高了大跨径斜拉桥的使用寿命。通过理论研究和现场对桥梁进行健康监测，有效地应用监测数据进行建模和有限元分析，对桥梁结构作出科学、合理的安全评估，为桥梁管理部门及时采取预防和维修措施提供最为优化的决策。同时，研究过程中对大跨斜拉桥结构健康状况在各种损伤情况下的真实响应有了更加全面的理解。该研究对类似隧道、地铁、其他类型桥等的健康监测和损伤评估也具有深远的意义。关键词：健康监测；小波分析；神经网络；损伤识别；安全评估硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractLargebridgeconstructiona

5、sanimportantpartoftheinfrastructure,largelycontributedtoChina'srapideconomicdevelopment.Especiallythelargespancable-stayedbridgebuildingonitsnumberhasbeenintheforefrontoftheworld.However,inbridgeconstructionandtheactualuseoftheprocess,duetotheconstraintsoftechnicallevel,s

6、uperloadoperations,structuralaging,longservicelifeandotherfactorsledtothebridgearesubjecttodifferentdegreesofdamage.Itmayoccurevenseriousbridgecollapseaccident,toChina'stransportation,people'slivesandpropertysafetyofcatastrophicdamage.Behindthetragicaccidentworthpondering

7、,thesignificanceofthebridgeandwasfollowedbymoreandmoreattentiontothehealthofthestructure,largespancable-stayedbridgehealthmonitoringanddamageassessmentcannotbeignored,ithasbecomethefocusofresearchonthecauseofthecurrentbridgeconstructionsubject.Thispaperdescribesthecontent

8、anddevelopmentofbridgehealthmonitoringanddamageassessment,andrelativelysoundtheoreticalfoundatio