【摘要】：運(yùn)營(yíng)的橋梁結(jié)構(gòu)往往遭受多種環(huán)境因素的耦合作用,如何建立橋梁結(jié)構(gòu)在運(yùn)營(yíng)環(huán)境下監(jiān)測(cè)響應(yīng)之間的相關(guān)關(guān)系,并利用該相關(guān)性有效剔除環(huán)境因素對(duì)結(jié)構(gòu)損傷診斷的影響是一個(gè)頗具挑戰(zhàn)性的問題。針對(duì)這一問題,以英雄山路立交橋梁為工程背景,研究運(yùn)營(yíng)環(huán)境下橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)之間的相關(guān)關(guān)系,提出基于響應(yīng)相關(guān)關(guān)系的橋梁結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)損傷診斷預(yù)警值的構(gòu)建方法。系統(tǒng)歸納評(píng)述了國(guó)內(nèi)外橋梁結(jié)構(gòu)在運(yùn)營(yíng)環(huán)境下的響應(yīng)特性,總結(jié)了研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì),著重分析了橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)響應(yīng)數(shù)據(jù)相關(guān)模型構(gòu)建的關(guān)鍵問題。利用英雄山路立交橋梁結(jié)構(gòu)安全運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)積累的海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),采用環(huán)境激勵(lì)技術(shù)與特征系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)算法得到了該橋梁結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律;運(yùn)用結(jié)構(gòu)有限元模型修正技術(shù)建立了該橋梁結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)有限元模型。重點(diǎn)研究了橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)響應(yīng)之間的相關(guān)關(guān)系。以英雄山路立交橋梁的環(huán)境溫度及結(jié)構(gòu)溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),采用統(tǒng)計(jì)分析,獲得了該橋梁結(jié)構(gòu)空間溫度場(chǎng)的分布特征;以該橋梁結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)有限元模型為基礎(chǔ),結(jié)合該橋梁環(huán)境溫度場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),比較分析了該橋梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)位移之間空間相關(guān)關(guān)系;以上部結(jié)構(gòu)關(guān)鍵斷面應(yīng)變監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),結(jié)合有限元模型分析,建立該橋梁主梁關(guān)鍵斷面應(yīng)變響應(yīng)之間的相關(guān)模型;以環(huán)境溫度及海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)識(shí)別得到的模態(tài)參數(shù)為基礎(chǔ),分析了該橋梁自振頻率、結(jié)構(gòu)阻尼比、振型與環(huán)境溫度之間的相關(guān)關(guān)系。在上述研究基礎(chǔ)上,利用基于零空間理論的結(jié)構(gòu)損傷診斷方法,建立基于位移響應(yīng)相關(guān)性的英雄山路立交橋梁損傷診斷閾值;采用基于概率密度估計(jì)的損傷診斷方法,建立基于應(yīng)變響應(yīng)相關(guān)性的英雄山路立交橋梁損傷診斷閾值;依托主成分分析及異常診斷算法理論,提出改進(jìn)主成分分析的橋梁損傷診斷方法,建立基于頻率相關(guān)性的英雄山路立交橋梁損傷診斷預(yù)警值;最終,采用該橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)響應(yīng)數(shù)據(jù),對(duì)所提出算法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。
【圖文】：

并且開始將健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于重要的橋梁結(jié)構(gòu)中。本章以立交橋?yàn)檠芯繉?duì)象，首先介紹工程背景及結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概況了結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體功能與架構(gòu)，詳細(xì)介紹了傳感器的類布置情況；其次，對(duì)系統(tǒng)采集到的環(huán)境與結(jié)構(gòu)響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分環(huán)境激勵(lì)技術(shù)結(jié)合特征系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)算法識(shí)別該橋梁的模態(tài)參數(shù)。最后，敏度的結(jié)構(gòu)有限元模型修正算法，，對(duì)濟(jì)南英雄山立交橋有限元模型進(jìn)行英雄山路立交橋基準(zhǔn)有限元模型。英雄山路立交橋梁結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概況 工程背景濟(jì)南英雄山立交是二環(huán)南路高架路與順河高架南延高架在英雄山路南一座全互通立交，如圖 2-1 所示。課題研究的工程背景橋梁為三跨預(yù)梁橋，跨徑組合為 32m＋34m＋32m，同時(shí)該橋橫截面為單箱六室，從從 27.3m 變?yōu)?36.4m，橋梁平面圖如圖 2-2 所示。英雄山立交于 2015竣工，整橋于 2017 年 4 月 27 日實(shí)現(xiàn)通車，通車至今已有 1 年。

圖 2-2 濟(jì)南英雄山立交平面圖（單位：m）2.1.2 系統(tǒng)建立目的1、監(jiān)測(cè)英雄山路立交橋及南段高架橋梁結(jié)構(gòu)健康及運(yùn)營(yíng)狀況，監(jiān)測(cè)并評(píng)估運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下橋梁結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)及力學(xué)性能；2、利用海量監(jiān)測(cè)信息有效識(shí)別橋梁結(jié)構(gòu)損傷和潛在的危險(xiǎn)性破壞，對(duì)結(jié)構(gòu)目前狀況下的安全度和預(yù)計(jì)使用壽命作出評(píng)估；3、發(fā)展先進(jìn)的橋梁預(yù)警技術(shù)，建立基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的損傷診斷閾值，并在相似類型的橋梁結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)規(guī)范化和統(tǒng)一化等；4、輔助和改進(jìn)城市高架橋梁的檢測(cè)方法，為其維護(hù)決策提供依據(jù)；5、系統(tǒng)設(shè)計(jì)盡可能兼顧施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、成橋靜動(dòng)載試驗(yàn)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)綜合管理系統(tǒng)的需求。2.1.3 系統(tǒng)總體功能針對(duì)英雄山路立交橋中建立監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)如下總體功能：
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U446

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 蘇靖海;段樹金;;鋼-混凝土雙面組合箱梁日照溫度效應(yīng)研究[J];石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年04期

2 周廣東;李愛群;丁幼亮;王高新;;基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的潤(rùn)揚(yáng)大橋懸索橋全壽命評(píng)估隨機(jī)溫度場(chǎng)模擬[J];東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年05期

3 張亮亮;陳勇;張海洋;;高速鐵路空心高墩日照溫度場(chǎng)研究[J];山東交通學(xué)院學(xué)報(bào);2013年01期

4 王高新;丁幼亮;李愛群;周廣東;;基于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的潤(rùn)揚(yáng)大橋斜拉橋鋼箱梁橫向溫差特性研究[J];工程力學(xué);2013年01期

5 顧斌;陳志堅(jiān);陳欣迪;;基于氣象參數(shù)的混凝土箱梁日照溫度場(chǎng)仿真分析[J];東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年05期

6 楊磊;高純;趙小軍;;混凝土箱梁溫度場(chǎng)研究與效應(yīng)分析[J];施工技術(shù);2012年17期

7 何翔;方詩(shī)圣;方飛;張?chǎng)H;王偉;;不同梯度溫度作用下曲線橋梁的溫度效應(yīng)分析[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年08期

8 周廣東;丁幼亮;李愛群;王高新;;基于長(zhǎng)期實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的大跨懸索橋扁平鋼箱梁溫差特性研究[J];土木工程學(xué)報(bào);2012年05期

9 李小年;陳艾榮;馬如進(jìn);;溫度對(duì)橋梁模態(tài)參數(shù)的影響[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年04期

10 褚強(qiáng);程海根;;自然環(huán)境下混凝土箱梁橫截面溫度場(chǎng)理論及試驗(yàn)研究[J];高速鐵路技術(shù);2011年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 陳家齊;顏全勝;;湛江海灣大橋施工中鋼箱梁溫度分布觀測(cè)與分析[A];第十三屆全國(guó)工程建設(shè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 王浩;混凝土空心橋墩的日照溫度場(chǎng)及其效應(yīng)研究[D];重慶大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2700402