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马桑溪长江大桥拉索索力远程自动实时监测技术研究
| 论文题名： | 马桑溪长江大桥拉索索力远程自动实时监测技术研究 |
| 关键词： | 振动频率法;索力;基频;自动监测;拉索系统;斜拉桥 |
| 摘要： | 拉索系统是斜拉桥重要的承力构件，通过监测拉索的受力状况，判断和分析斜拉桥拉索的健康状态，已经成为斜拉桥安全监测的重要内容。马桑溪长江大桥是一座大跨度双塔斜拉桥，是重庆环线高速公路的重点控制工程之一，因此，监测它的拉索系统安全状况具有重要的现实意义。随机激励频率振动法具有不需在拉索施工时对传感器进行预安装和测量时不中断交通等优点，因此，它成为监测已经建成的斜拉桥拉索索力的最方便的方法。其缺点是由于拉索振动信号中的噪声复杂，不容易获得各谐波成份清晰的振动信号频谱，需要测量人员不断的重复测量过程，以获取谐波清晰的频谱。利用软件完成测量者的信号的采集和频谱分析的工作，就可以实现索力的自动监测。但是，目前在能够有效识别频谱中基频的智能软件的开发方面，仍然没有取得显著的进展。 本论文从设计获取振动信号的硬件系统和自动识别的软件两方面开展研究，主要完成了以下研究工作： ①从拉索的受力分析入手，在分析各相关因素对索力的影响的基础上，推导拉索振动频率与它的受力状况间的关系，建立了拉力与基频的计算关系式。 ②在分析拉索上不同位置的振型特征的基础上，阐明拉索振动信号的几种典型频谱的特点，进而提出基频自动识别的计算方法。分析傅立叶变换对基频识别精度带来的影响，提出改进措施。 ③根据马桑溪长江大桥拉索索力监测要求，设计了监测系统的硬件。结合加速度传感器获取的拉索振动信号的特点，对硬件系统的各个组成部分，分别提出技术要求和实施方案。 ④在硬件基础上设计软件部分。首先通过滤波算法和时域平均法对信号进行进一步的降噪处理。其次，经过分析大量实时数据，得到干扰信号在频谱上的重要特征：干扰信号和拉索振动的各阶谐波在频率上很接近，并且距离不超过拉索基频的一半。提出了以不同长度等分频率轴，然后在每个等份内分别查找谐振峰的方法。 对马桑溪长江大桥拉索长期的在线监测数据表明，本套系统能够正确有效地识别拉索振动信号频谱中的基频成份。系统稳定可靠，达到了设计要求。 |
| 作者： | 刘碧慧 |
| 专业： | 光学工程 |
| 导师： | 陈伟民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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