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结合巡检的桥梁支座远程监测系统研究
| 论文题名： | 结合巡检的桥梁支座远程监测系统研究 |
| 关键词： | 大跨度桥梁;智能支座;功能性病害;远程监测系统;定期巡检 |
| 摘要： | 桥梁支座病害是现役桥梁的常见多发病害之一，主要依靠人工对其外观状况及变形与脱空情况进行定期检查，检测结果受检测人员的经验限制，因此对桥梁支座受力状态的实时精确监测目前已成为桥梁健康监测与检测中的薄弱环节。针对目前桥梁支座检测手段落后以及缺少系统性的监测方案等问题，本文以西安外环高速蓝田南枢纽立交辋峪河大桥为依托工程，采用全支座无人机外观定期巡检和部分重点支座实时监测相结合的模式，设计了一套结合巡检的桥梁支座远程监测系统，同时研究结合动力监测数据的桥梁支座损伤识别算法，能够快速识别支座安全状态与损伤程度，对保证支座的及时养护和桥梁安全运营有着重要的理论意义与工程实用价值。 本文首先在分析大跨度桥梁支座的监测与检测需求的基础上，确定了结合定期巡检的桥梁支座远程监测系统的总体设计方案，该系统包括针对支座功能性病害的智能支座监测模块与基于损伤识别的支座动力特性监测模块，针对支座外观病害的无人机巡检模块以及人工养护模块四部分。其次，通过对盆式橡胶支座的静力学分析确定了支座的关键监测位置，设计了盆式橡胶智能支座监测模块，该模块包含压力传感器单元、信号调理单元、信号采集单元及信号传输单元。接着，基于支座的动力特性监测数据，提出了基于高斯曲率模态值的支座损伤识别方法，通过MidasCivil建立了支座损伤识别模型，对支座损伤工况进行仿真模拟，研究了高斯曲率模态值这一损伤指标在不同支座损伤工况下的变化规律，验证了基于高斯曲率模态值对支座进行损伤识别的可行性。最后，针对支座表观病害的检查，设计了桥梁支座无人机巡检模块，制定了巡检方案和巡检内容，并结合智能支座监测信息、损伤识别监测信息和无人机巡检信息，制定了支座在功能性和表观性损伤情况下的养护决策方案。 本文研究的桥梁支座远程监测与损伤识别技术能够实现桥梁支座检测的自动化，综合反映桥梁支座健康状态，还可以为其他类型的智能支座设计以及支座损伤识别分析提供参考。 |
| 作者： | 孙梦 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 王海英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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