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原文传递桥梁检测中的数据处理及分析研究

论文题名：	桥梁检测中的数据处理及分析研究
关键词：	检测;结构;传感器;波形;参数
摘要：	随着桥梁建设的不断发展,桥梁结构的形式与功能日趋复杂,经过长期使用,桥梁结构难免会发生各种各样的损伤,这些受损的桥梁能否继续使用,以及能用到何时,这些都是人们很关心的问题.于是桥梁结构的检测、监测就成为结构安全养护、正常使用的保证措施之一.如何对桥梁结构进行质量检测和安全监测也已成为国内外学术界、工程界研究的热点.本文先介绍了国内外几例桥梁倒塌的事故,说明了桥梁检测的重要性和必要性.桥梁检测是一项新兴的技术,它涉及的知识比较广泛,需要应用到力学、结构、电子、材料和计算机等学科的知识.文中介绍了国内外桥梁结构检测研究的现状与发展,在我国,这方面的研究还是刚刚起步,还有许多问题有待研究.本文分析了现代斜拉桥振动特性,介绍了构件的损伤力学参数测试,和桥梁检测的常用的一些方法,特别详细介绍了斜拉索索力检测的振动频率法,具体讨论了振动频率法的优点和不足之处,并对不理想的地方提出了修正的措施.随后介绍了检测中的一些仪器,如电阻应变片、电阻应变仪、示波器等等,重点介绍了核心器件-传感器.传感器是一种能从被检测的参量中提取有用信息(一般是电量)的器件,信息通常被转换成易于传递和处理的电信号.桥梁检测中常用到的传感器有位移传感器、速度传感器和加速度传感器,常用的是加速度传感器.它将测得的波形经过两次积分化为位移波形,再转化为频谱图,或直接转换为频谱图,从频谱图上可得到结构的自振频率.文中详细介绍了传感器的静态特性和动态特性,并一阶和二阶传感器为例,讲解了一阶和二阶传感器参数的标定.斜拉桥是一种多构件组成的大型柔性体系桥梁,其受力和变形受到多种影响因素的影响,其变化规律较为复杂.在斜拉桥的检测过程中,由于检测方法和检测设备的不尽完善、周围环境的影响、以及检测人员能力有限,所得数据和被测量的真值之间,不可避免地存在着误差.为了减少误差,就不得不分析原型观测数据的误差影响因素,确定观测数据的综合误差,了解结构误差参数不确定度评价.桥梁的评估不仅要通过实时监控识别结构参数,对桥梁现行宏观工况进行分析、评价,还需要借助结构参数在外界条件变化以及由于结构构件中裂纹、损伤、腐变的产生、发展时结构参数的变化情况对结构进行预测、评估.由于外界条件以及结构性能的衰退等因素对斜拉桥各结构参数影响的规律的了解仍有限,还无法通过理论推导求出它们之间的确定性关系.为此,通过实时监控识别的参数及相关条件因素,借助有关的已确定的理论,对其进行回归分析,找出它们的相关关系.并在长期的实时监控和分析中不断总结和提高,从感性到理性,最终得到深刻反映它们之间关系的客观规律.文中分析了结构参数变化规律,讨论了观察数据误差对一些参数的影响,以及测试波形的畸变、反演和基线修正.同时,对FFT进行频谱分析时可能碰到的问题进行了讨论.文章最后就斜拉桥桥面与塔顶的水准测量数据进行了处理,特别是对索频和索力进行了分析研究.
作者：	欧阳东
专业：	市政工程
导师：	蔡敏;张伟林
授予学位：	硕士
授予学位单位：	合肥工业大学
学位年度：	2003
正文语种：	中文