拱桥在线监测系统及预警指标体系研究与实践

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1、分类号密级公幵编号！七學碎士巧究嗲像伶式题目拱桥在线监测系统及预瞀指标体系研究与实践学院（所、中心）城市建设与管理学院专业名称市政工程研究生姓名窦雁辉学号导师姓名冉志红职称副教授年月论文独创性声明及使用授权本论文是作者在导师指导下取得的研宄成果。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宄成果，不存在剽窃或抄袭行为。与作者一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。现就论文的使用对云南大学授权如下：学校有权保留本论文（含电子版），也可以釆用影印、缩印或其他复制手段保存论文；学校有权公布论文的全部或部分内容

2、，可以将论文用于查阅或借阅服务；学校有权向有关机构送交学位论文用于学术规范审查、社会监督或评奖；学校有权将学位论文的全部或部分内容录入有关数据库用于检索服务。内部或保密的论文在解密后应遵循此规定）研宄生签名：导师签名：日期：、夕摘要伴随着全国交通基础建设的不断完善，如何保证己建工程的健康运营便成了重中之重。近年来，随着桥梁损伤评估理论、传感技术，传输技术和计算机技术的发展，国内许多重要的桥梁已实现了健康监测系统）的布设，在桥梁的养护运营中起到了重要作用。针对不同桥梁健康监测重点的不同，其包含的内容也不尽相同，一般情况下桥梁的包括传感器的布置、数据采集传输系统、数据处理

3、系统和桥梁预警评估体系。本文针对实际工程项目着重研宄了基于危险控制截面的传感器布置方法、传输数据的温度修正、神经网络的损伤识别法和分级预警指标限值的设定，主要研宄内容如下：根据上承式空腹拱桥的受力特点进行危险性分析，将可靠度较低、受力较大的危险截面位置作为传感器布置的控制测点位置。然后基于误差传递最小准则和弯曲应变能的方法分别对梁和主拱圈的测点选择进行了计算分析。在传感器测试原理的基础上，着重研究了传感器所测构件在整体结构中的热效应系数值，在无法完全获取实时温度场的条件下，通过不同构件由于温差作用导致的构件与构件之间相互作用大小来确定存值，并为各个测点处的修正系数沒提

4、出了温度效应矩阵的计算方法。由于实际的传感器数据采集系统，是一种对车辆通行中桥梁响应数据的抽样检验，所以为了接近这种随机抽样行为，把移动荷载时程分析数据作为神经网络的训练样本，进行了神经网络桥梁损伤识别的研宄。根据桥梁当前旳技术状况等级确定其极限承载能力，结合交通量活载修正系数设定了橙色和红色两级安全预警指标限值。关键词：传感器布置；结构温度效应；神经网络；损伤识别；预警指标AbstractAlongwiththenationaltransportationinfrastructurecontinuetoimprove,howtoensurethehealthyope

5、rationoftheprojecthasbecomeaprioritypart..Recentyears,alongwiththedevelopmentofbridgedamageevaluationtheory,sensortechnology,transmissiontechnologyandcomputertechnology,manyimportantbridgesaccomplishedtheimplementationoftheSHMS(StructuralHealthMonitoringSystem)，，，，，indexsystemincorrecti

6、ngsystem.Keywords:sensorlayoutstructure;structuraltemperatureeffect;neuralnetwork;damageidentification;earlywarningindex目录第章绪论研宄来源与背景研宄来源研宄背景研宄现状研究内容第章传感器的优化布置引言危险位置的确定该拱桥结构的分解剖析上部梁的危险位置分析立柱的危险位置分析拱圈的危险位置分析传感器优化布置方法常用的传感器优化布置方法基于误差传递最小准则的梁的测点选择基于弯曲应变能的主拱圈的测点选择传感器的选择及布置原则传感器的布置位置传感器数据采集传

7、输系统本章小结第章实时监测数据的温度修正弓言应变传感器的温度修正振弦式应变计的测量原理振弦式应变计温度修正方法位移传感器的温度修正静力水准仪的测量原理3.3.2静力水准仪温度修正方法结构中的热效应系数的确定温度应力的计算方法有限元模型中伸缩缝的模拟上部梁温度梯度的作用情况拱桥整体温度不均匀的影响各传感器所在位置的值应变和位移的温度修正结果传感器数据突变结果的提取本章小结第章基于移动荷载时程分析的神经网络损伤识别系统引言移动荷载时程分析桥梁在移动荷载作用下的振动分析有限元模型中移动荷载的模拟移动荷载在不同工况下的时程分析结果神经网络的模式识别理论不同神