小波分析在橋梁動應(yīng)變健康指標中的應(yīng)用研究
本文關(guān)鍵詞:小波分析在橋梁動應(yīng)變健康指標中的應(yīng)用研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:近年來不僅大型橋梁的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的研究和應(yīng)用受到人們重視,而且越來越多的中、小型橋梁上建立橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)。在橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)中,對采集信號的處理和結(jié)構(gòu)健康指標的提取是最重要的兩個方面。小波分析在信號處理和結(jié)構(gòu)健康指標的提取方面有著非常顯著的效果,在實際工程當中得到廣泛應(yīng)用。本文提出了基于動應(yīng)變的橋梁健康指標,并且采用小波分析方法對動應(yīng)變信號進行分析。本文主要完成了以下幾個方面的研究內(nèi)容:(1)介紹了小波分析理論的優(yōu)點和小波分析方法的理論基礎(chǔ),詳細介紹了小波變換、小波多尺度分析理論和小波去噪的方法和步驟。采用小波分析方法中的多尺度分析方法,對實測的動應(yīng)變信號進行分析,證實了多尺度分析后的動應(yīng)變信號更容易識別峰值點與突變點。(2)介紹了針對中、小型簡支梁橋的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)。在海鹽地區(qū)某兩座橋梁上建立該系統(tǒng),通過現(xiàn)場行車試驗,對動應(yīng)變信號進行采集和初步分析,證明了該監(jiān)測系統(tǒng)能成功運行。并對采集的動應(yīng)變數(shù)據(jù)進行小波多尺度分析和閾值去噪,證明了小波分析能適用于該系統(tǒng)中交通荷載的識別與監(jiān)測。(3)介紹了監(jiān)測系統(tǒng)中基于動應(yīng)變信號的健康指標分析方法,同時說明了小波分析方法在健康指標分析方法中的應(yīng)用。并且采用數(shù)值分析軟件編寫計算程序,用于健康指標的提取。對分別基于去噪前后的信號的健康指標進行比較,分析結(jié)果說明了該健康指標與橋梁健康狀態(tài)之間存在一定關(guān)系,并證實基于去噪后信號分析所得結(jié)果更能體現(xiàn)這種關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】:橋梁 動應(yīng)變 小波分析 健康監(jiān)測 閾值去噪
【學(xué)位授予單位】:浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:U446
【目錄】:
- 摘要4-6
- ABSTRACT6-11
- 第一章 緒論11-18
- 1.1 課題研究背景的和意義11-12
- 1.2 橋梁健康監(jiān)測12-15
- 1.2.1 橋梁健康監(jiān)測的概念12-13
- 1.2.2 橋梁健康監(jiān)測研究現(xiàn)狀13-15
- 1.2.3 現(xiàn)有橋梁健康監(jiān)測的不足15
- 1.3 小波分析在健康監(jiān)測系統(tǒng)中應(yīng)用的現(xiàn)狀15-17
- 1.4 本文研究的內(nèi)容17-18
- 第二章 小波變換在信號處理中的應(yīng)用18-33
- 2.1 小波分析理論18-21
- 2.1.1 傅里葉分析18-19
- 2.1.2 多分辨率分析理論19
- 2.1.3 小波變換19-20
- 2.1.4 小波分析的特點20-21
- 2.2 基于小波分析的閾值去噪方法21-25
- 2.2.1 基本過程21
- 2.2.2 閾值選取21-23
- 2.2.3 閾值估計23
- 2.2.4 常用的類小波23-25
- 2.3 小波變換在奇異信號檢測中的應(yīng)用25-27
- 2.3.1 第一間斷點問題25-26
- 2.3.2 第二間斷點問題26-27
- 2.4 應(yīng)用小波分析對實測信號的分析27-31
- 2.5 本章小結(jié)31-33
- 第三章 基于小波分析方法對動應(yīng)變信號分析33-46
- 3.1 工程概況33-34
- 3.1.2 監(jiān)測目的33-34
- 3.2 監(jiān)測方案34-37
- 3.2.1 監(jiān)測內(nèi)容34
- 3.2.2 監(jiān)測儀器34-35
- 3.2.3 測點布置35-36
- 3.2.4 監(jiān)測數(shù)據(jù)處理流程36-37
- 3.3 動應(yīng)變數(shù)據(jù)采集試驗37-41
- 3.3.1 試驗方案37-38
- 3.3.2 現(xiàn)場行車試驗采集到的數(shù)據(jù)38-41
- 3.4 用于分析的動應(yīng)變數(shù)據(jù)41-45
- 3.4.1 去噪前原始應(yīng)變波形41-43
- 3.4.2 去噪后動應(yīng)變波形43-45
- 3.5 本章小結(jié)45-46
- 第四章 基于動應(yīng)變信號的橋梁健康指標分析46-68
- 4.1 橋梁動應(yīng)變數(shù)據(jù)處理分析方法46-49
- 4.1.1 車輛重量系數(shù)分析方法46-48
- 4.1.2 相連車道相關(guān)系數(shù)分析方法48-49
- 4.2 橋梁不同截面車輛重量系數(shù)的比對分析49-54
- 4.2.1 去噪前信號所得的車輛重量系數(shù)49-51
- 4.2.2 去噪后信號所得的車輛總重系數(shù)51
- 4.2.3 去噪前后車輛重量系數(shù)的對比分析51-54
- 4.3 橋梁同截面車道相關(guān)系數(shù)的比對分析54-65
- 4.3.1 去噪前信號所得的相關(guān)系數(shù)54-57
- 4.3.2 去噪后信號所得的相關(guān)系數(shù)57-60
- 4.3.3 去噪前后相關(guān)系數(shù)的對比分析60-65
- 4.4 去噪后應(yīng)動變健康指標結(jié)果對比65-66
- 4.5 本章小結(jié)66-68
- 第五章 結(jié)論與展望68-71
- 5.1 結(jié)論68-70
- 5.2 展望70-71
- 參考文獻71-77
- 致謝77
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