基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的大跨徑PC連續(xù)梁橋狀態(tài)評(píng)估.pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)大型橋梁建設(shè)取得了世人矚目的成績(jī)。與此同時(shí)，一系列重大的橋梁坍塌事故對(duì)橋梁行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了不利影響，造成了國(guó)家財(cái)產(chǎn)的巨大損失。為了保證大型橋梁結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)營(yíng)，實(shí)時(shí)掌握橋梁的安全狀態(tài)，建立完善的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及狀態(tài)評(píng)估方法已成為當(dāng)務(wù)之急，對(duì)于我國(guó)橋梁事業(yè)具有重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。
　　通過(guò)三個(gè)不同跨徑的三跨連續(xù)箱梁橋的數(shù)值模擬分析，研究了剛度變化對(duì)跨中位移的影響。同時(shí)，以富綏大橋?yàn)楣こ瘫尘?，研究了預(yù)應(yīng)力降低等對(duì)跨中

2、位移的影響。建立了富綏大橋長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)采用了一套綜合監(jiān)測(cè)策略，利用靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)位移，利用光纖類(lèi)傳感器監(jiān)測(cè)溫度、應(yīng)變和加速度。介紹了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體構(gòu)成、運(yùn)行模式及各子系統(tǒng)的功能職責(zé)。
　　面對(duì)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)獲得的大量數(shù)據(jù)，采用直接EMD方法分離信號(hào)中的趨勢(shì)項(xiàng)將消耗大量的計(jì)算時(shí)間，針對(duì)于此，本文提出了一種先對(duì)信號(hào)“降采樣”處理，利用EMD方法獲得降采樣趨勢(shì)項(xiàng)，再通過(guò)三次樣條插值法還原總體趨勢(shì)項(xiàng)的方法。研究了基于外源輸入自回歸滑

3、動(dòng)平均神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的擬合方法，利用損失函數(shù)、FPE準(zhǔn)則、ACF準(zhǔn)則和R2值等評(píng)價(jià)準(zhǔn)則評(píng)估擬合結(jié)果。
　　針對(duì)趨勢(shì)項(xiàng)信號(hào)中可能存在損傷信息的情況，提出了考慮環(huán)境因素的基于EMD和馬氏距離的橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法。監(jiān)測(cè)的應(yīng)變響應(yīng)與連續(xù)梁橋箱外環(huán)境溫度具有較高相關(guān)性，利用EMD方法分離應(yīng)變響應(yīng)中的殘差趨勢(shì)項(xiàng)得到溫度趨勢(shì)項(xiàng)信號(hào)和分離趨勢(shì)項(xiàng)后信號(hào)。建立外源輸入自回歸滑動(dòng)平均神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)溫度趨勢(shì)項(xiàng)進(jìn)行擬合，計(jì)算參考樣本和待測(cè)樣本的擬合殘差。構(gòu)

4、造基于馬氏距離的損傷識(shí)別向量，利用分離趨勢(shì)項(xiàng)后信號(hào)和擬合殘差信號(hào)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷識(shí)別，有效解決了分離趨勢(shì)項(xiàng)后損傷信息丟失的問(wèn)題。
　　研究了基于協(xié)方差驅(qū)動(dòng)的隨機(jī)子空間與故障診斷技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法，分析了系統(tǒng)參數(shù)θ的取值、Hankel矩陣的大小及環(huán)境激勵(lì)等因素對(duì)損傷識(shí)別結(jié)果的影響。針對(duì)溫度對(duì)混凝土連續(xù)箱梁橋振動(dòng)特性的影響，分別建立不同溫度區(qū)間的Hankel矩陣和零空間模型，構(gòu)造不同溫度區(qū)間的殘差向量，比較根據(jù)殘差向量計(jì)算的χ2

5、值，判斷結(jié)構(gòu)是否發(fā)生損傷。
　　針對(duì)混凝土連續(xù)箱梁橋的受力特點(diǎn)及荷載作用參考周期，提出了基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的混凝土連續(xù)箱梁橋可靠性評(píng)估方法。分析了應(yīng)變響應(yīng)的組成成分以及各種荷載作用的參考周期，提取出綜合應(yīng)變響應(yīng)中車(chē)輛荷載響應(yīng)和溫度梯度荷載響應(yīng)，分別進(jìn)行概率密度函數(shù)擬合，以天為參考周期，建立正常使用極限狀態(tài)混凝土箱梁橋截面內(nèi)極限狀態(tài)方程，利用JC法對(duì)車(chē)輛荷載響應(yīng)和溫度梯度荷載響應(yīng)擬合的概率密度函數(shù)當(dāng)量正態(tài)化，計(jì)算監(jiān)測(cè)截面的可靠指標(biāo)和失效概