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基于近景摄影测量技术的结构变形监测应用研究
| 论文题名： | 基于近景摄影测量技术的结构变形监测应用研究 |
| 关键词： | 摄影测量技术;变形监测;近景摄影测量;动态变形;结构动态;图像识别;可行性;动态位移;值仿真分析;验证试验;位移监测;苏通大桥;拉索;结构位移;结构变形;健康监测;动力响应;共线条件方程式;主航道;证明 |
| 摘要： | 桥梁作为国家的经济命脉,建筑作为国家的经济繁荣的象征,它们对一个国家来说具有十分重要的经济与社会意义。所以,确保这些结构的安全性和可靠性是非常重要的,近年来对结构健康监测的研究和实践越来越受到人们的重视。结构动态变形监测是结构健康监测的重要内容。其中,近景摄影测量技术被认为是一种有潜力的可用于结构动态变形监测的手段。近景摄影测量,也即对各类物体外形和运动状态的摄影测量,它具有很多优良的特性,已广泛应用于科学技术的各个领域。 本文将近景摄影测量技术引入到结构变形监测中,并在近景摄影测量直接线性解算、图像识别方面做了相应改进。本文的主要工作分为以下方面: (1)扩展了基于近景摄影测量技术的结构动态变形监测理论。介绍了近景摄影测量的理论基础-共线条件方程式,并进一步说明其解算方法一直接线性变换解算法。同时介绍了数字图像的获取、处理与分析关键技术。 (2)以简单的拉索为例,进行基于近景摄影测量技术的结构动态变形监测验证试验。利用近景摄影测量技术对拉索在静荷载作用下的变形进行图像识别,并参照数值仿真分析;以及对拉索在冲击荷载下的动态位移识别,并参照数值仿真分析,结果证明近景摄影测量技术在结构变形识别和动态位移监测方面的可行性。 (3)以复杂的三层框架结构为对象,进行了基于近景摄影测量技术的结构动态变形监测验证试验。以证明近景摄影测量技术在对复杂结构进行多点、同步动态变形监测方面的可行性; (4)对苏通大桥主航道斜拉桥26号索在人工激励下的动力响应进行了测试、识别,以证明在实际工程运用中近景摄影测量技术对结构位移进行监测的可行性。 基于上述研究结果,本文可以得到如下结论: (1)利用单个摄像机,可以进行目标点二维空间内的变形、位移监测。这样可以减少标定点数,从而提高近景摄影测量技术识别结构位移的的适用性。 (2)基于拉索及三层框架模型实验室测试试验的结果可知,近景摄影测量技术可以实现对结构静态变形、动态位移的量测,测量结果在幅值、主频率成份及相位上都有良好的精度,量测的结构动态变形响应可准确地估算出结构的模态频率、阻尼等模态参数。 (3)通过对苏通大桥主航道斜拉桥26号索在人工激励下的动力响应测试、分析,验证了近景摄影测量技术在土木结构动态变形监测工程应用中的可行性和实用性。 |
| 作者： | 侯宁 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 孙利民;孙智 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学土木工程学院 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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