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基于MATLAB的桥梁健康监测数据处理与可靠度分析
| 论文题名： | 基于MATLAB的桥梁健康监测数据处理与可靠度分析 |
| 关键词： | 大跨度桥梁;健康监测系统;模态识别;静力响应位移;主梁线形;可靠度 |
| 摘要： | 近年来,国内外大跨度桥梁工程建设取得了突破性的成就,大跨度桥梁工程量大、造价高、结构形式多样、受力情况复杂,且在交通和国民经济发展中发挥着重要的作用,如何对运营中的桥梁健康状态进行监控,并进行相应的可靠性评估,为大跨度桥梁施工控制和既有桥维修加固提供真实有效的数据,确保桥梁在设计使用年限内正常运营,成为当前学术研究的一项十分重要的课题。鉴于大跨度桥梁工程的重要性,其安全性与耐久性越来越受到人们的高度重视,健康监测、安全评估以及寿命预测等问题已经成为当前桥梁工程界的研究热点。 本论文基于MATLAB软件编制相关程序,建立关头坝大桥数据处理系统对监测项目采集的数据进行了处理分析,实现了数据处理分析的人机交互式可视化。采用关头坝大桥监测项目中静力响应、动力响应及环境监测的数据,利用数据处理系统分析主梁静力响应位移、应变监测数据和动力响应加速度数据并总结了数据变化规律,进一步对主梁在运营状态下的可靠性做出评估。论文具体工作如下: (1)基于编程软件MATLAB的GUI功能,建立关头坝大桥监测数据处理系统框架将各种数据处理子程序整合,实现数据处理的可视化。 (2)对于加速度监测项目共布置两组共14个双向加速度传感器,选取主梁桁架截面左侧的7个测点(右侧7个测点为参考点)的数据对主梁竖向振动频率和振型两项模态参数的进行了识别,并将识别结果与2010年关头坝大桥检测结果进行了对比,结果表明关头坝大桥钢桁主梁动力特性良好。 (3)位移监测项目共布置10个物位计位移传感器,主要进行了主梁挠度监测和基于统计特征理论的线形评估,监测期内位移最大值未超过规范限值,主梁线形变化很小,主梁安全技术等级为二级。 (4)应变数据处理时首先转化为应力,在数据分析时能更直观的反应构件受力特性,在监测期内,对应力数据均值和应力幅值均较大的最不利监测杆件进行了疲劳分析,并基于Miner线性疲劳累积损伤理论对各杆件进行了疲劳寿命预测。 (5)针对三项监测数据分别建立功能函数,利用基于一次二阶矩理论的验算点法计算相应的可靠度指标,并分析了监测数据设置阀值后,阀值设定对可靠度指标的影响。 |
| 作者： | 魏国祥 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 杨霞林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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