在交通網(wǎng)絡(luò)中,橋梁具有連接交通線路的作用,是交通的咽喉,在經(jīng)濟(jì)、社會、生活等方面有著重要的戰(zhàn)略意義。隨著橋梁建造結(jié)構(gòu)形式越發(fā)復(fù)雜和跨度不斷增加,對橋梁結(jié)構(gòu)安全性的要求變得愈來愈高。然而在橋梁服役期間,受內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化,外界環(huán)境侵蝕等其他不利因素影響,橋梁會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)老化、受損等問題。當(dāng)結(jié)構(gòu)損傷累積到一定程度以后,就會影響橋梁的使用,導(dǎo)致橋梁在使用過程中出現(xiàn)災(zāi)難性的事故,造成巨大的損失。由于技術(shù)的局限性,傳統(tǒng)的橋梁健康狀況評估大部分是依靠人工檢測進(jìn)行,但人工檢測方法存在檢查效率低、檢查周期長、檢查結(jié)果不穩(wěn)定、安全性差等問題,無法滿足現(xiàn)代橋梁的維護(hù)與管理要求。所以,開展有效、快捷的橋梁健康技術(shù)研究,對于保障橋梁的安全運行具有重要的意義。針對橋梁健康監(jiān)測的需求,本文設(shè)計完成了一款橋梁監(jiān)測無線傳感器節(jié)點和遠(yuǎn)程終端信號處理與監(jiān)測模塊。無線傳感器由多路傳感器信號放大與采集、存儲、數(shù)據(jù)傳輸?shù)饶K組成,可實現(xiàn)橋梁的震動等特征信號和溫、濕度等環(huán)境信號的同步采集、存儲、無線傳輸;遠(yuǎn)程節(jié)點終端處理模塊完成橋梁信號預(yù)處理和頻率、位移等特征提取處理和橋梁健康狀況分類。本文探討基于深度學(xué)習(xí)的橋梁健康狀況分類建模方法。... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

測試示意圖

中北大學(xué)學(xué)位論文10圖2-1測試示意圖Fig.2-1Testdiagram無線傳感器節(jié)點由4部分構(gòu)成，分別是傳感器模塊、轉(zhuǎn)換模塊、無線通信模塊和主控模塊。其中，傳感器模塊完成對橋梁信號采集；轉(zhuǎn)換模塊對信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；無線通信模塊把采集轉(zhuǎn)換完畢的信號發(fā)送到指控終端中去；主控模塊負(fù)責(zé)控制傳感器、轉(zhuǎn)換模塊以及無線通信模塊的工作協(xié)調(diào)和控制。設(shè)計的橋梁健康監(jiān)測節(jié)點如圖2-2所示。圖2-2無線傳感器節(jié)點結(jié)構(gòu)圖Fig.2-2Wirelesssensornodestructure2.3選型依據(jù)在進(jìn)行傳感器的選型時，由于橋梁的振動信息是本節(jié)點最重要的信號，所以，加速度傳感器的選取對于本節(jié)點至關(guān)重要。需要從橋梁信號的頻帶范圍、振動幅值等方面來分析選取合適的加速度傳感器。

中北大學(xué)學(xué)位論文112.3.1橋梁信號仿真分析本文采用Midas/civil軟件對橋梁進(jìn)行建模仿真，通過時程分析來得到橋梁在車輛通過時的信號，根據(jù)仿真信號特征來進(jìn)行加速度傳感器的選型。時程分析（timehistoryanalysis）是指設(shè)計好橋梁的各種參數(shù)以后，通過對受力載荷的結(jié)構(gòu)進(jìn)行動力方程的求解的過程，在本文中為模擬橋梁在汽車行駛通過時橋梁的振動變化，從而得到橋梁的健康參數(shù)，如位移、頻率等[35]。Midas/Civil是一款專業(yè)的橋梁有限元分析軟件，可以快速、準(zhǔn)確的通過輸入的參數(shù)和建立好的模型對橋梁的各個特性進(jìn)行仿真分析。本文搭建的橋梁模型為兩端長度為30m，寬度為10m的簡支梁T字模型，搭建好的橋梁三維有限元模型如圖2-3所示。該簡支梁模型由127個節(jié)點，126個單元構(gòu)成，橋面采用C30混凝土來組成。圖2-3仿真模型Fig.2-3Simulationmodel建立好模型以后，對模型進(jìn)行時程分析，得到橋梁的特征信號。由于在實際試驗中，橋梁上不可避免的有車輛行駛經(jīng)過，因此本文模擬車輛行駛經(jīng)過的場景來對橋梁進(jìn)行仿真分析。車輛在作用于橋梁時可以看作是一個逐漸出現(xiàn)又消失的瞬間荷載，所以本文將車輛模擬成一個三角形荷載，頂峰是荷載最大值與車輛有關(guān)，時間與車輛的速度有關(guān)，荷載如圖2-4所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]電容式加速度傳感器檢測電路的設(shè)計與研究[D]. 孫杰.復(fù)旦大學(xué) 2013
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本文編號：3591772