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桥梁结构模态参数识别与应用研究
| 论文题名： | 桥梁结构模态参数识别与应用研究 |
| 关键词： | 桥梁结构;模态参数;有限元模型;动力特性;预警机制;适时维修机制 |
| 摘要： | 桥梁的安全性直接与人民的生命与财产息息相关，所以及时地对桥梁的动态特性进行测试，检测结构参数的变化，从而建立桥梁的检测系统就显得尤为重要。在服役期间，桥梁结构通常会遭受各种自然灾害与人为等许多不确定因素的破坏，从而产生不同程度的损伤，加剧桥梁的老化，降低桥梁的承载能力，进而影响其安全运营。因此，通过识别桥梁结构的模态参数，检测其可能存在的损伤，建立起预警及适时维修机制，有助于从根本上消除隐患，避免灾难性事故的发生。 本文以北京潮白河桥为研究对象，综合运用信号处理、模态参数识别和有限元等理论与方法，建立了桥梁结构基准理论模型，对桥梁的动力测试试验，模态参数识别，结构有限元建立与修正进行了全面系统地研究。主要研究成果与创新点如下： (1)利用汽车激励测试了潮白河桥的动力特性，编制了桥梁结构振动信号预处理程序，该软件可起到滤波、积分、平滑、消除趋势项及提取随机振动信号中确定性信号的作用，可实现对海量数据有效精简，显著提高识别速度，且可以大大提高模态参数识别的精度和准确度。 (2)研究了基于频域的ZOOM-FFT桥梁模态参数识别方法和基于时域的ARMA桥梁模态参数识别方法。并编写了相应的计算程序，为分析结构动态特性的提供了有效的手段，并且可以作为有限元理论模型正确性的检验手段和优化目标。 (3)建立了潮白河大桥空间有限元理论模型，根据振动测试法测定的结果，对桥梁有限元模型进行了修正研究。基于此模型对大桥的动力特性进行了研究，分析了其固有频率与模态振型的变化规律，并通过和参数识别的结果比较，检验其模型修正的准确程度，为以后的研究桥梁动力谐响应分析研究提供了理论模型保证。 |
| 作者： | 李宇 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 陈少峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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