基于小波法的独塔钢箱斜拉桥健康状态监测研究

《基于小波法的独塔钢箱斜拉桥健康状态监测研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、Ｕ４４６．３么开中图分类号：密级：ＵＤＣ：：本校编号讀Ｗ义遷乂＃硕±学位论文论文题目＾基于小波法的独塔钢箱斜粒桥健康状忘蓝测研究杨金烁学号．０２１２１７２研究生姓名：学校指导教师姓名：李子奇职称：副教授工学硕去专业防灾减灾工程及防护工程：申请学位等级：２０１５，０４论文答辩２０１５．论文提交日期：日期：＾独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，论文中不包含其他人己

2、经发表或撰写过的研，除了文中特别加标娃和致谢之处外兰州交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。究成果，也不包含获得与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。＊学位论文作者签名；日期：２〇１５年月／３日＾全）＾签字学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州《通大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编Ｗ供查阅

3、和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名；乂＾导师签名皮签字日期：２＞巧年月口日签字日期：巧护丰《月日硕士学位论文基于小波法的独塔钢箱斜拉桥健康状态监测研究TheHealthMonitoringResearchofSingleTowerCable-stayedBridgewithSteelBoxonWaveletMethod作者姓名：杨金烁学科、专业：防灾减灾工程及防护工程研究方向：桥梁结构抗震理

4、论与分析学号：0212172指导教师：李子奇完成日期：2015.04.02兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要小波分析被誉为“信号显微镜”，基于小波变换的多尺度分析和奇异点检测以及小波包节点能量为处理实时监测信号提供了方便又快捷的工具。本文从国内外研究现状入手，分析了桥梁健康监测中存在的问题，并对研究背景的长期健康监测系统做了简单介绍；之后对小波分析理论进行介绍，并在工程背景和数值模拟相结合的基础上，系统地研究了小波法在桥梁长期健康监测中的应

5、用，重点论述了基于小波变换的实测信号的多尺度分析和阈值去噪分析，以及小波包能量理论和小波奇异性检测理论在独塔钢箱斜拉桥损伤识别和定位中的应用；最后对理论研究成果应用到工程实践中存在的问题给出改进意见。主要的研究内容如下：1）将小波多尺度分析和阈值去噪相结合，利用真实信号和噪声信号在小波变换不同尺度下的差异性表现，实现监测信号的阈值去噪。同时分别进行了实测信号与去噪信号的幅值对比以及采用快速傅立叶变换后实测信号与去噪信号的幅值对比，并且对实测信号采用不同阈值规则时的表现效果进行对比，讨论了阈值规则

6、选取的基本条件。利用小波理论进行多尺度分析时，只需要对采集的加速度信号导入MATLAB软件中，并编制相应程序即能表达损伤特征，此时该位置在某个尺度时刻会出现尖点。2）将小波分解与小波包能量理论相结合，用来实现桥梁结构损伤识别。通过MidasCivil软件建立通海路斜拉桥有限元模型并进行时程分析，分别提取单一损伤和多损伤时主梁节点的加速度信号，对该信号进行小波包能量分析，得到未损和索力变化各种工况下小波包节点能量变化值。通过对比小波包频段能量百分比可得出小波包能量变化对结构微小索力变化有很高的灵敏

7、度，由于只需要求损伤工况的时程加速度信号，故而十分有利于桥梁结构的实时在线监测，并且能够对部分受损桥梁的及时修复提供重要的参考建议。3）将小波变换与曲率模态理论相结合，用于实现桥梁结构损伤定位。通过MidasCivil软件建立通海路斜拉桥有限元模型并进行振型分析，提取主梁第一阶和第二阶位移模态，然后利用中心差分法得到其曲率模态，再对不同曲率模态曲线进行小波变换。通过主梁刚度折减各工况的第一阶和第二阶曲率模态图形可以很容易看出损伤发生位置，不但对主梁单元的细微损伤位置能够得到很好的识别定位效果，而

8、且对斜拉索的损伤也能够通过主梁单元的曲率模态信号展现出来，这对于将小波奇异性理论应用于各种不同类型桥梁的长期健康监测中有极大地推动作用。关键词：健康监测；小波变换；多尺度分析；小波包能量；曲率模态论文类型：应用研究-I-兰州交通大学硕士学位论文AbstractWaveletanalysisisknownasthe"signalmicroscope",itsmulti-scaleanalysisandsingularpointdetectionandwaveletpacketnodeenergyb