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斜拉桥变位参数长期监测数据分析研究
| 论文题名： | 斜拉桥变位参数长期监测数据分析研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;健康监测;变位数据;特征值;可靠度 |
| 摘要： | 运营阶段的斜拉桥在环境因素或者荷载作用下，其主要结构的性能会随着时间的推移而不断的衰减。本文以重庆市彭溪河特大斜拉桥为工程依托，采用高精度的健康监测系统，对斜拉桥的索塔偏位、主梁挠度等进行了实时监测。以监测到的斜拉桥变位数据为基础，对该桥进行特征值分析和可靠度分析。其研究的主要内容和成果如下: (1)对背景斜拉桥的监测系统进行了详细的介绍，对监测到的斜拉桥主要结构的变位值进行了数据预处理。规定以半年为一期限，零值所占比率在5％以下则保留,来对零值进行了处理;然后利用拉依达法则对异常值进行了处理;最后利用五点三次多项式中心移动平滑法对随机噪音进行了处理，处理完成后，能容易得到规律性结果。 (2)由于斜拉桥主梁和主塔的变位数据主要由活载效应、温度效应、劣化效应产生，而且，活载效应下的变位频率大于温度效应下的变位频率，而三种温度效应下的变位频率大于或接近于劣化效应的频率。那么利用这个特点，首先，采用傅里叶变换，对温度和变位数据进行了频谱分析，得到了变位数据与温度之间有较强的关联性，并得到了变位数据在温度效应下的频率周期为12h和24以及小波分解层数为5层;然后利用小波分析理论，对监测的变位数据进行了分解和重组，提取得到了主梁和索塔的活载效应下变位值。 (3)以概率论为基础，对斜拉桥主梁和主塔的活载变位值进行了特征值分析。首先对活载变位数据进行时间段的选取，并利用核密度估计，得到每个时间段活载变位值的概率分布情况;然后利用平均值和标准差的数学意义和实际意义，分析变位数据的平均值和标准差的变化趋势，来定性表现桥梁主要结构的性能差异，最终得到随着时间的推移，其结构性能在下降。 (4)以在役桥梁可靠度理论为依据，对斜拉桥主梁和主塔的活载变位值进行可靠度分析。首先利用抗力衰减函数，获得每个时间段的抗力标准值;然后根据抗力统计参数表对其进行概率化;接着计算得到每个时间段的可靠度指标和失效概率，分析可靠度的变化率，来定量表现桥梁主要结构的性能差异，得到结构是安全的;通过分析索塔和主梁可靠度的变化率，并利用其变化特点，得到索塔需要加大养护力度。 |
| 作者： | 张益 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 陈斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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