基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的大跨徑PC連續(xù)梁橋狀態(tài)評估.pdf

1、近年來，我國大型橋梁建設取得了世人矚目的成績。與此同時，一系列重大的橋梁坍塌事故對橋梁行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了不利影響，造成了國家財產(chǎn)的巨大損失。為了保證大型橋梁結(jié)構的安全運營，實時掌握橋梁的安全狀態(tài)，建立完善的橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)及狀態(tài)評估方法已成為當務之急，對于我國橋梁事業(yè)具有重要的科學意義和實用價值。
　　通過三個不同跨徑的三跨連續(xù)箱梁橋的數(shù)值模擬分析，研究了剛度變化對跨中位移的影響。同時，以富綏大橋為工程背景，研究了預應力降低等對跨中

2、位移的影響。建立了富綏大橋長期健康監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)采用了一套綜合監(jiān)測策略，利用靜力水準系統(tǒng)監(jiān)測位移，利用光纖類傳感器監(jiān)測溫度、應變和加速度。介紹了監(jiān)測系統(tǒng)的總體構成、運行模式及各子系統(tǒng)的功能職責。
　　面對長期監(jiān)測獲得的大量數(shù)據(jù)，采用直接EMD方法分離信號中的趨勢項將消耗大量的計算時間，針對于此，本文提出了一種先對信號“降采樣”處理，利用EMD方法獲得降采樣趨勢項，再通過三次樣條插值法還原總體趨勢項的方法。研究了基于外源輸入自回歸滑

3、動平均神經(jīng)網(wǎng)絡模型的擬合方法，利用損失函數(shù)、FPE準則、ACF準則和R2值等評價準則評估擬合結(jié)果。
　　針對趨勢項信號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)構損傷識別方法。監(jiān)測的應變響應與連續(xù)梁橋箱外環(huán)境溫度具有較高相關性，利用EMD方法分離應變響應中的殘差趨勢項得到溫度趨勢項信號和分離趨勢項后信號。建立外源輸入自回歸滑動平均神經(jīng)網(wǎng)絡模型對溫度趨勢項進行擬合，計算參考樣本和待測樣本的擬合殘差。構

4、造基于馬氏距離的損傷識別向量，利用分離趨勢項后信號和擬合殘差信號對結(jié)構進行損傷識別，有效解決了分離趨勢項后損傷信息丟失的問題。
　　研究了基于協(xié)方差驅(qū)動的隨機子空間與故障診斷技術的橋梁結(jié)構損傷識別方法，分析了系統(tǒng)參數(shù)θ的取值、Hankel矩陣的大小及環(huán)境激勵等因素對損傷識別結(jié)果的影響。針對溫度對混凝土連續(xù)箱梁橋振動特性的影響，分別建立不同溫度區(qū)間的Hankel矩陣和零空間模型，構造不同溫度區(qū)間的殘差向量，比較根據(jù)殘差向量計算的χ2

5、值，判斷結(jié)構是否發(fā)生損傷。
　　針對混凝土連續(xù)箱梁橋的受力特點及荷載作用參考周期，提出了基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的混凝土連續(xù)箱梁橋可靠性評估方法。分析了應變響應的組成成分以及各種荷載作用的參考周期，提取出綜合應變響應中車輛荷載響應和溫度梯度荷載響應，分別進行概率密度函數(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法對車輛荷載響應和溫度梯度荷載響應擬合的概率密度函數(shù)當量正態(tài)化，計算監(jiān)測截面的可靠指標和失效概