基于健康监测的结合梁斜拉桥安全预警方法研究

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1、万方数据N0：隶．轫大，誓工学硕士学位论基于健康监测的结合梁斜拉桥安全预警方法研究硕士研究生：樊星辰导师：宗周红中国南京东南大学二零一四年五月文万方数据DissertationforMasterDegreeNo：I也SEARCHONSAFETYALARMⅢGMETHODOFSTEEL—CONCRETECOMPOSITEBEAMCABLE—STAYEDB对DGEBASEDONSTRUCTURALHEALTHMONITORINGAThesisSubmittedtoSoutheastUniversit

2、yFortheDegreeofMasterofEngineeringBYFanxingchenSchoolofCivilEngineering—SoutheastUniversityNanjing，P．R．ChinaMay，2014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与

3、我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：师签名雄日期：22丝堕儿垭粤万

4、方数据摘要随着斜拉桥技术的发展，桥梁结构的安全性成为人们首要关注的问题。在桥梁事故频频发生的今天，建立斜拉桥结构安全预警方法，可及时发现桥梁性能的退化，这样不仅便于科学地实施桥梁预防性养护，还能避免灾难性事故的发生，具有良好的社会和经济效益。本文以江苏沿海高速(G15)灌河大桥健康监测为背景，建立结合梁斜拉桥运营状态的安全预警方法，实现斜拉桥运营过程的安全评估和安全预警。主要工作有：(1)结合灌河大桥的特点，进行灌河大桥健康监测系统整体设计和实桥监测系统的安装调试工作，并对健康监测测试数据进行初

5、步分析；(2)基于环境振动测试结果对灌河大桥有限元模型进行了模型修正，建立能够反映灌河大桥实际状态的基准有限元模型，并进行静动力计算为灌河大桥安全评估和预警建立阈值；(3)基于不确定层次分析法、群判断、集值统计原理、变权综合理论以及熵值法理论建立灌河大桥安全性评估综合方法，并进行实桥运营状态的安全评估；(4)联合基准有限元模型和小波神经网络模型并基于灌河大桥健康监测系统实测数据，构建灌河大桥安全预警指标体系。得到的主要结论如下：(1)建立的灌河大桥结构健康监测系统具有功能完整性、维修养护方便性、

6、先进实用性等特点，可为灌河大桥安全评估和预警方法的研究提供支撑；(2)基于灌河大桥基准有限元模型及相关规范，建立了灌河大桥结构安全评估限制及安全预警阈值；(3)建议了灌河大桥结构安全综合评估方法，该方法不仅能考虑评估过程中的模糊性和不确定性，减少随机误差，并通过基准有限元模型数值模拟、监测数据统计并结合规范相关要求制定了指标评判标准，补充了现行规范缺乏对在线监测指标做出限定的规定；(4)提出了灌河大桥结构安全蓝色、黄色及红色预警等级，建立结合灌河大桥基准有限元模型及小波神经网络模型的灌河大桥安全

7、预警综合体系，并分别建立相应的安全预警指标。五个月的监测数据结果表明，各项在线监测项目均有极少量数据超出蓝色预警指标阂值，无数据超出黄色或红色预警指标阈值，可见灌河大桥近期安全状况良好。关键宇：结构健康监测；结合梁斜拉桥；安全性综合评估；基准有限元模型；安全预警：小波神经网络万方数据ABSTRACTWiththedevelopmentofthetechnologyofcable-stayedbridge，thesafetyofbridgestructurebecomestheprimarycon

8、cern．ItisinfavorofthesocialandeconomicbenefitstoresearchCable·stayedbridgestructuresafetyalarmingmethodforChina。SnationalconditionsSOthatperformancedegradationcanbefoundintimethatissimpletoimplementpreventivemaintenanceforbridgescientifically,alsocan