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全寿命周期连续刚构桥传感器优化布置研究
| 论文题名： | 全寿命周期连续刚构桥传感器优化布置研究 |
| 关键词： | 连续刚构桥;传感器测点;布设技术;全寿命监测;匹配适应度;遗传算法 |
| 摘要： | 全寿命健康监测已经成为桥梁行业的共识。对于大跨径桥梁结构均要求有建设阶段的施工监控、成桥荷载试验以及运营期间的健康监测。但是现实中由于各种原因，这三个部分常常是各自独立运行，这就导致了传感器硬件的浪费以及监测数据的连续性和完整性被破坏。针对连续刚构桥，本文主要研究其全寿命监测背景下传感器测点的布设技术，使得全寿命各个阶段的传感器可以共同工作，即上一阶段的传感器可以在本阶段继续使用，避免浪费。 首先，针对监测信息不完整以及连续性差的问题，提出全寿命模型修正的概念，将模型修正贯穿于桥梁全寿命的各个阶段。建设期施工监控的应变数据、现场材料的试验数据都可以用于模型修正；成桥荷载试验则是确定桥梁初始状态有限元模型的理想试验。全寿命模型修正可以为传感器的优化布设提供一个能反映桥梁结构的真实受力状态的有限元模型。 其次，由于桥梁建设期布设的传感器主要是应变传感器，为了使得建设期的应变传感器与运营期的应变传感器可以完美的结合，本文针对连续刚构桥应变传感器的优化布设提出新方法：首先，为了使得模型能够反映应变的空间分布，本文采用壳单元建模取代传统的梁单元；其次，本文针对应变传感器，采用应变模态保证准则（SMAC）作为遗传算法的优化准则；第三，为了使得建设期与运营期的传感器可以协同工作，在遗传算法中提出匹配适应度的概念，用匹配适应度作为评价两个阶段传感器结合的优化程度。最后，为了使得测点便于组织、管理，在原有传感器测点布设的方法的基础上，提出一种新的传感器布设的关键截面法。 最后，本文以桥子沟大桥为依托工程，采用本文提出的全寿命传感器优化布设技术，完成该桥的测点优化布置，并通过对比说明了其有效性。 |
| 作者： | 季杉杉 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 杨雅勋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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