本文關(guān)鍵詞：橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方法研究及軟件開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著橋梁運營安全問題日益突出,傳統(tǒng)的人工檢測方法已經(jīng)不能確保大跨度橋梁結(jié)構(gòu)的運營安全,橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)逐漸成為橋梁運營維護的發(fā)展方向。然而,目前橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)存在一定的“重硬件,輕軟件,重數(shù)據(jù),輕處理”思想,在利用眾多精密傳感器和采集設(shè)備的同時,忽略了對采集數(shù)據(jù)的合理處理與分析,導致無法準確掌握橋梁運營狀態(tài),制約了橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)對橋梁日常運營的保障作用。為此,需要發(fā)展一套高效、全面和可靠的橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方法,深入分析各類監(jiān)測數(shù)據(jù)的規(guī)律,挖掘反應(yīng)橋梁真實工作狀態(tài)的信息,為橋梁預警與評估提供支持。本文以新光大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)為背景,系統(tǒng)地研究了監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理和分析方法,并編制了一套數(shù)據(jù)處理軟件。具體工作內(nèi)容如下:(1)對現(xiàn)有的橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方法研究進行了綜述。(2)開展橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)預處理方法研究,應(yīng)用于解決新光大橋健康監(jiān)測中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)遺漏、數(shù)據(jù)異常和數(shù)據(jù)存在噪聲干擾問題。(3)開展溫度數(shù)據(jù)處理方法研究,基于大氣和構(gòu)件實測溫度數(shù)據(jù)研究得到了大氣溫度分布和構(gòu)件溫度場。開展風速風向數(shù)據(jù)處理方法研究,基于實測風速風向數(shù)據(jù)研究得到了橋址區(qū)臺風平均風特性和脈動風特性。開展車流量數(shù)據(jù)處理方法研究,基于流量-車道占有率模型研究了新光大橋交通狀況和單車道通行能力。開展應(yīng)力數(shù)據(jù)處理方法研究,基于實測應(yīng)變數(shù)據(jù)研究得到了構(gòu)件應(yīng)力的統(tǒng)計參數(shù)和變化規(guī)律。開展橋梁模態(tài)參數(shù)識別方法研究,利用隨機子空間法和峰值識別法,識別出新光大橋的前十階模態(tài)參數(shù)。開展吊桿索力識別方法研究,基于頻率法提出了新光大橋吊桿的索力-頻率模型,并識別出索力。(4)研究了大氣溫度與構(gòu)件應(yīng)力、大氣溫度與吊桿索力以及大氣溫度和大氣濕度與橋梁動力特性之間的關(guān)聯(lián)性。在此基礎(chǔ)上提出了構(gòu)件溫度應(yīng)力、恒載應(yīng)力和隨機活載應(yīng)力的分離方法,基于該方法進行新光大橋的構(gòu)件應(yīng)力分離,得到溫度應(yīng)力、恒載應(yīng)力以及隨機活載應(yīng)力。(5)針對新光大橋健康監(jiān)測數(shù)據(jù)的特點,在MATLAB GUI平臺上開發(fā)了一款橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)處理軟件,實現(xiàn)了橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)高效以及可靠的處理。在完成上述工作的基礎(chǔ)上,本文得到了以下結(jié)論:(1)新光大橋構(gòu)件在縱向和豎向都存在溫度差,在進行溫度效應(yīng)分析時,不但要考慮橋梁整體的升降溫,還需要考慮構(gòu)件局部的溫度差�；炷翗�(gòu)件溫度和大氣溫度之間存在時間滯后。(2)新光大橋橋址區(qū)臺風縱向風功率譜和規(guī)范推薦的Simiu譜存在差異。(3)新光大橋單車道最大通行能力為1792輛/h。實測車流量和車道占有率數(shù)據(jù)表明,新光大橋交通狀況良好,較少發(fā)生交通擁堵現(xiàn)象。(4)大氣溫度是影響構(gòu)件應(yīng)力變化的主要因素。應(yīng)力和大氣溫度之間存在著近似線性的關(guān)系,可以利用線性擬合的方法進行應(yīng)力分離,得到溫度應(yīng)力、恒載應(yīng)力和活載應(yīng)力。(5)峰值識別法和隨機子空間分別屬于頻域和時域的模態(tài)識別方法。在進行密集模態(tài)結(jié)構(gòu)參數(shù)識別過程中,峰值識別法存在分辨率的問題,識別精度不高,同時還有“漏階”的現(xiàn)象。隨機子空間法直接利用時域數(shù)據(jù)進行模態(tài)參數(shù)識別,精度較高。(6)大氣溫度對于新光大橋的模態(tài)頻率具有影響,且對于不同階次的頻率,影響結(jié)果不同。大氣濕度對新光大橋的模態(tài)頻率也具有一定程度的影響。(7)大氣溫度對吊桿索力具有一定程度的影響。由于大氣溫度的升高,新光大橋整體產(chǎn)生膨脹,而鋼拱肋和橋面系之間的相對變形要大于拉索自身由于溫度升高而伸長的量,導致吊桿索力增加。
【關(guān)鍵詞】：橋梁健康監(jiān)測 數(shù)據(jù)處理方法 數(shù)據(jù)相關(guān)性分析 數(shù)據(jù)處理軟件 新光大橋
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U446
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 緒論13-27
• 1.1 國內(nèi)外橋梁健康監(jiān)測發(fā)展概述13-16
• 1.2 橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方法研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3 新光大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)19-22
• 1.3.1 新光大橋工程概況19-20
• 1.3.2 新光大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)簡介20-22
• 1.4 本文研究內(nèi)容22-25
• 1.4.1 研究背景22-23
• 1.4.2 本文主要內(nèi)容23-25
• 參考文獻25-27
• 第二章 橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)預處理27-35
• 2.1 概述27
• 2.2 橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)預處理方法27-32
• 2.2.1 遺漏數(shù)據(jù)的處理27-28
• 2.2.2 異常數(shù)據(jù)的處理28-30
• 2.2.3 噪聲數(shù)據(jù)的處理30-32
• 2.3 橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)預處理流程32-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 參考文獻34-35
• 第三章 橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方法35-85
• 3.1 概述35
• 3.2 外部環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方法35-58
• 3.2.1 溫度數(shù)據(jù)處理35-45
• 3.2.2 風速風向數(shù)據(jù)處理45-54
• 3.2.3 車流量數(shù)據(jù)處理54-58
• 3.3 結(jié)構(gòu)響應(yīng)監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方法58-81
• 3.3.1 應(yīng)力數(shù)據(jù)處理58-63
• 3.3.2 振動數(shù)據(jù)處理63-74
• 3.3.3 索力數(shù)據(jù)處理74-79
• 3.3.4 變形數(shù)據(jù)處理79-81
• 3.4 本章小結(jié)81-82
• 參考文獻82-85
• 第四章 橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性分析85-99
• 4.1 概述85
• 4.2 應(yīng)力與大氣溫度關(guān)聯(lián)性分析85-89
• 4.2.1 結(jié)構(gòu)應(yīng)力構(gòu)成分析85-86
• 4.2.2 橋梁構(gòu)件溫度應(yīng)力分離86-89
• 4.3 模態(tài)頻率與大氣溫度和大氣濕度關(guān)聯(lián)性分析89-94
• 4.4 索力與大氣溫度關(guān)聯(lián)性分析94-97
• 4.4.1 主跨吊桿95
• 4.4.2 邊跨吊桿95-97
• 4.5 本章小結(jié)97-98
• 參考文獻98-99
• 第五章 橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)處理軟件開發(fā)99-116
• 5.1 概述99
• 5.2 軟件開發(fā)基礎(chǔ)99-103
• 5.2.1 MATLAB語言介紹99-101
• 5.2.2 MATLAB GUI介紹101-103
• 5.3 橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)處理軟件的總體設(shè)計與模塊劃分103-106
• 5.3.1 總體設(shè)計103-104
• 5.3.2 模塊劃分104-106
• 5.4 橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)預處理模塊的設(shè)計與實現(xiàn)106
• 5.5 橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)處理模塊的設(shè)計與實現(xiàn)106-113
• 5.5.1 溫度數(shù)據(jù)處理模塊106-107
• 5.5.2 風速風向數(shù)據(jù)處理模塊107-108
• 5.5.3 車流量數(shù)據(jù)處理模塊108-109
• 5.5.4 應(yīng)力數(shù)據(jù)處理模塊109-110
• 5.5.5 振動數(shù)據(jù)處理模塊110-111
• 5.5.6 索力數(shù)據(jù)處理�？�111-112
• 5.5.7 變形數(shù)據(jù)處理模塊112-113
• 5.6 本章小結(jié)113-115
• 參考文獻115-116
• 第六章 結(jié)束語116-118
• 6.1 本文主要工作與結(jié)論116-117
• 6.2 今后研究方向117-118
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果118-119
• 致謝119-120
• 附件120

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張啟偉;大型橋梁健康監(jiān)測概念與監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J];同濟大學學報(自然科學版);2001年01期

2 裴強,郭迅,張敏政;橋梁健康監(jiān)測及診斷研究綜述[J];地震工程與工程振動;2003年02期

3 鄔曉光,徐祖恩;大型橋梁健康監(jiān)測動態(tài)及發(fā)展趨勢[J];長安大學學報(自然科學版);2003年01期

4 史正洪,史家鈞;大型橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)中2種數(shù)據(jù)通信技術(shù)的應(yīng)用及比較[J];中南公路工程;2005年03期

5 費梁;劉立軍;張連振;;橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)研究[J];黑龍江交通科技;2006年05期

6 王長虎;;淺談橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)[J];北方交通;2006年11期

7 謝曉堯;嚴新平;;基于大跨度橋梁健康監(jiān)測方法研究[J];貴州科學;2007年02期

8 盧江;王炳輝;;橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)若干理論的思考[J];現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè);2007年04期

9 邢紹紅;王紅亞;;橋梁健康監(jiān)測研究發(fā)展現(xiàn)狀[J];黑龍江科技信息;2007年19期

10 陳勇;葉雨清;孫炳楠;樓文娟;俞菊虎;;模型預測技術(shù)在橋梁健康監(jiān)測中的應(yīng)用[J];浙江大學學報(工學版);2008年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 湯立群;劉逸平;劉澤佳;何庭蕙;黃小清;;集中式橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)與健康監(jiān)測分析[A];第三屆二十一世紀的實驗力學學科發(fā)展——海峽兩岸實驗力學研討會摘要集[C];2009年

2 鄔曉光;陳長海;趙建良;偠潔;;大型橋梁健康監(jiān)測的現(xiàn)狀、存在的問題及發(fā)展趨勢[A];中國公路學會橋梁和結(jié)構(gòu)工程學會2003年全國橋梁學術(shù)會議論文集[C];2003年

3 劉西拉;楊國興;;橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展與趨勢[A];第五屆全國結(jié)構(gòu)工程學術(shù)會議論文集（第一卷）[C];1996年

4 吳皓瑩;姜德生;;橋梁健康監(jiān)測的無線光纖光柵應(yīng)力傳感器的設(shè)計[A];可持續(xù)發(fā)展的中國交通——2005全國博士生學術(shù)論壇（交通運輸工程學科）論文集（下冊）[C];2005年

5 湯立群;黃培彥;黃小清;;基于互聯(lián)網(wǎng)的集中式遠程實時大跨度橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)[A];中國力學學會學術(shù)大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

6 張奔牛;周志祥;李星星;張開洪;;機敏膜技術(shù)及其在橋梁健康監(jiān)測工程中的應(yīng)用[A];第十八屆全國橋梁學術(shù)會議論文集（下冊）[C];2008年

7 劉進明;董書偉;應(yīng)明;沈松;;橋梁健康監(jiān)測的動態(tài)參數(shù)識別技術(shù)[A];現(xiàn)代振動與噪聲技術(shù)（第九卷）[C];2011年

8 袁萬城;崔飛;張啟偉;;橋梁健康監(jiān)測與狀態(tài)評估的應(yīng)用與發(fā)展[A];材料科學與工程技術(shù)——中國科協(xié)第三屆青年學術(shù)年會論文集[C];1998年

9 亓躍峰;畢衛(wèi)紅;盧輝斌;;大型橋梁遠程監(jiān)測系統(tǒng)的研究[A];中國儀器儀表學會第五屆青年學術(shù)會議論文集[C];2003年

10 趙啟林;龔小波;陳浩森;;橋梁健康監(jiān)測與損傷識別[A];中國公路學會橋梁和結(jié)構(gòu)工程分會2004年全國橋梁學術(shù)會議論文集[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 本報記者 田翔;橋梁健康監(jiān)測爭議中走向前臺[N];中國交通報;2011年

2 記者 王瑞水 通訊員 朱振宇;江蘇成立長大橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)中心[N];中國交通報;2010年

3 王瑞水、刁騁;百余專家交流橋梁“把脈”術(shù)[N];中國交通報;2005年

4 記者 沐滟;橋梁健康監(jiān)測用上“心電圖”[N];無錫日報;2010年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 陳世民;橋梁監(jiān)測系統(tǒng)中海量數(shù)據(jù)分析理論與應(yīng)用[D];重慶大學;2011年

2 孫磊;小波分析在橋梁健康監(jiān)測中的應(yīng)用研究[D];長安大學;2012年

3 孫汝蛟;光纖光柵傳感技術(shù)在橋梁健康監(jiān)測中的應(yīng)用研究[D];同濟大學;2007年

4 馬廣;軟計算研究及其在橋梁健康監(jiān)測與狀態(tài)評估中的應(yīng)用[D];中南大學;2010年

5 吳春利;基于應(yīng)變模態(tài)橋梁健康監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)研究[D];吉林大學;2012年

6 劉勝春;光纖光柵智能材料與橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)研究[D];武漢理工大學;2006年

7 宮亞峰;城市立交橋梁健康監(jiān)測理論與實踐技術(shù)研究[D];吉林大學;2010年

8 楊棟;橋梁健康監(jiān)測信號的遞歸特性分析[D];中南大學;2012年

9 張敏;基于無線智能傳感器Imote2的橋梁健康監(jiān)測的分布式算法研究[D];汕頭大學;2010年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙永鵬;橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信技術(shù)研究[D];長安大學;2012年

2 孫繼赫;基于時間序列分析的橋梁健康監(jiān)測信息處理方法研究[D];重慶交通大學;2015年

3 陳靈秋;橋梁微變形監(jiān)測及其數(shù)據(jù)處理方法研究[D];東南大學;2015年

4 陳航;在役T構(gòu)橋梁健康監(jiān)測研究[D];福州大學;2013年

5 吳強強;橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方法研究及軟件開發(fā)[D];華南理工大學;2016年

6 趙貴斌;大型橋梁健康監(jiān)測視景仿真系統(tǒng)設(shè)計與研究[D];五邑大學;2009年

7 朱秋紅;大型橋梁健康監(jiān)測自動化及安全評估的研究[D];南京理工大學;2005年

8 陳紅波;大型橋梁健康監(jiān)測分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];蘭州理工大學;2006年

9 鄭連生;天津市橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D];天津大學;2012年

10 金先濤;橋梁健康監(jiān)測通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D];武漢理工大學;2013年

  本文關(guān)鍵詞：橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方法研究及軟件開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：435549