基于ARMA模型的伊通河橋監(jiān)測數(shù)據(jù)建模與可靠度分析.pdf

1、20世紀80年代以來,我國經(jīng)濟飛速發(fā)展,橋梁建設(shè)事業(yè)也取得了巨大的成就。同時,我國的橋梁工程也面臨著與世界上其他眾多國家同樣的橋梁事故問題。為此,國內(nèi)外不少己建或在建的橋梁己安裝了不同規(guī)模的健康監(jiān)測系統(tǒng)。至今,橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的建立技術(shù)已經(jīng)趨于完善,經(jīng)過30年左右的監(jiān)測,積累了大量的監(jiān)測數(shù)據(jù),如何處理這些數(shù)據(jù)漸漸成為研究熱點。監(jiān)測數(shù)據(jù)的建模分析理論尚未發(fā)展完善,如何正確、及時地分析處理海量監(jiān)測數(shù)據(jù)也就成為橋梁狀態(tài)評估和性能預(yù)測的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

2、。
　　橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù),通常與時間有很強的關(guān)聯(lián)性,時間序列分析方法以數(shù)據(jù)本身為出發(fā)點,探求時序本身的規(guī)律,以時間序列方法分析健康監(jiān)測數(shù)據(jù),便于從整體上把握橋梁的狀態(tài)信息,以至預(yù)測未來的狀態(tài)信息。有鑒于此,本文以“數(shù)據(jù)驅(qū)動建?！睘樽谥?采用時間序列理論中最常用的自回歸滑動平均(ARMA)模型對橋梁監(jiān)測數(shù)據(jù)進行建模,并在該模型的基礎(chǔ)上,基于監(jiān)測數(shù)據(jù)計算分析橋梁的可靠指標。具體研究內(nèi)容如下:
　　首先,詳細介紹了AR

3、MA模型建立的關(guān)鍵步驟,并應(yīng)用Levenberg-Marquarat算法對參數(shù)估計進行了優(yōu)化改進。然后,結(jié)合伊通河大橋的主梁豎向加速度監(jiān)測數(shù)據(jù).應(yīng)用改進的估計算法建立ARMA模型,對其進行分析與預(yù)測,驗證時間序列分析方法的可行性,并參考加拿大安大略省橋規(guī)(OHBDC-1995)中容許加速度的限定,對伊通河橋的行車舒適度進行了評定。
　　然后,結(jié)合伊通河大橋的傾角儀數(shù)據(jù),通過計算拾取主梁撓度信息,建立ARMA模型,進行數(shù)據(jù)處理分析,

4、對撓度數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,應(yīng)用核密度估計方法估計撓度數(shù)據(jù)的概率密度函數(shù),并應(yīng)用MCMC模擬法計算分析了主梁在正常使用極限狀態(tài)下的可靠指標,驗證了方法的可行性,并分析了橋梁結(jié)構(gòu)豎向撓度限值的選取對主梁正常使用狀態(tài)下可靠性能評定的影響規(guī)律。
　　最后,結(jié)合伊通河大橋的吊桿壓力環(huán)數(shù)據(jù),識別其關(guān)鍵構(gòu)件一一吊桿的索力,建立了ARMA模型,進行數(shù)據(jù)處理分析,對吊桿索力數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,應(yīng)用核密度估計方法估計吊桿索力數(shù)據(jù)的概率密度函數(shù),并應(yīng)用MC