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基于多源数据融合的混凝土桥梁运营安全评估
| 论文题名： | 基于多源数据融合的混凝土桥梁运营安全评估 |
| 关键词： | 桥梁健康监测;误差修正;温度效应提取;桥梁结构预警;安全评估;传感器 |
| 摘要： | 近年来我国桥梁由于车辆超载、桥梁养护不到位等原因频发安全事故。在保证经济效益与结构安全性的基础上，对桥梁结构运营情况做出准确评估是评定桥梁健康状况、分析病害原因、提出相应维修和加固方法的前提。为了准确获得预应力混凝土梁桥运营期间的安全状况，本文提出了一种基于桥梁有限元数值仿真、荷载试验检测与健康监测三种数据来源融合的桥梁安全评估方法。 本文首先对工程背景进行了介绍，其次进行了桥梁荷载试验设计，并依据荷载试验静、动力测试结果，使用响应面法对有限元模型进行修正。最后，结合荷载试验与有限元模型计算结果对健康监测阶段传感器的布设提出建议，为预警阈值设置及安全评估提供信息基础。 针对毫米波雷达应用于桥梁位移指标监测中的误差过大问题，提出了基于优化函数构造的位移指标修正方法，通过工程实例进行验证后发现该方法能够有效提高毫米波雷达对位移指标的测量精度。针对监测指标中的温度效应提取问题，本文基于桥梁挠度信号多尺度特性以及多尺度分析原理，使用基于小波变换的温度效应多尺度分离方法进行挠度信号温度效应分离，使用时变多元线性拟合法建立箱梁温度与应变监测指标间的线性关系，并将温度效应从应变实测数据中进行提取，为桥梁运营阶段预警阈值设置及桥梁安全评估提供基础。 完成桥梁健康监测数据预处理后，结合荷载试验与修正后有限元模型计算结果，设立了桥梁结构预警体系。基于层次分析法建立了桥梁安全评估模型，在强度储备原理基础上引入熵权法进行多源底层指标权重设计，通过无量纲模型与变权综合原理对桥梁进行打分，建立了一套多源数据融合的混凝土桥梁安全评估方法，并在一座预应力混凝土连续箱梁桥上进行了有效性验证。 |
| 作者： | 张佰林 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 申永刚;金睿 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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