桥梁在线监测系统传感器的优化布设及实验研究

论文摘要

桥梁健康监测是目前国内外桥梁界研究的热点问题之一。随着桥梁设计的轻柔化、结构设计的日趋复杂以及桥梁安全事故的频频发生,桥梁健康监测问题日趋引起世界各国的重视,并展开了大量的研究。到目前为止,桥梁健康监测的研究取得了一定的成绩,但由于健康监测系统是一个复杂的系统工程,无论国内或国外,该领域的研究仍处于基础性探索阶段,诸多关键问题没有解决。本文就桥梁健康监测系统的传感器优化问题,结合杭州市区交通干道桥梁隧道在线安全监控工程展开研究。对目前国内外桥梁健康监测系统的研究和应用状况进行了系统地总结和评述,针对桥梁健康监测的传感器优化布设问题进行了思考,提出了一些观点和以后研究中应该重点关注和解决的问题。针对现有传感器布设方法的不足,研究提出一种基于动力响应数据的有效采集以及模态参数的有效识别的传感器优化布设方法,并判断和评价该方法的有效性和适用性。在吸收及采用已有成果基本思想的基础上,结合杭州市区交通干道桥梁在线安全监控系统的开发,试验验证传感器优化布设方法的实用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及问题提出
• 1.2 国内外桥梁健康监测研究现状
• 1.2.1 国外桥梁健康监测系统的早期研究
• 1.2.2 国内桥梁健康监测系统的早期研究
• 1.3 传感器优化布设的研究
• 1.4 本文主要研究内容
• 第二章 桥梁在线健康监测系统的研究现状及发展趋势
• 2.1 概述
• 2.2 桥梁健康监测的新概念与意义
• 2.3 桥梁在线健康监测系统研究现状
• 2.3.1 桥梁健康监测研究系统的组成
• 2.3.2 桥梁结构健康监测系统的新发展及应用
• 2.3.3 理论研究的现状
• 2.3.4 存在的问题
• 2.4 本章小结
• 第三章 桥梁在线健康监测系统的传感器优化布设研究
• 3.1 概述
• 3.2 传感器布设准则简介
• 3.3 传感器优化布点常用算法
• 3.3.1 有效独立法
• 3.3.2 MAC法
• 3.3.3 基于特征向量敏感度的方法
• 3.3.4 基于运动能的方法
• 3.4 传感器布点方案评价标准
• 3.5 初始测点群的选择
• 3.6 本章小结
• 第四章 传感器布设的实例研究
• 4.1 概述
• 4.2 工程背景
• 4.2.1 工程概况
• 4.2.2 传感器系统设计原则
• 4.2.3 动力特性监测
• 4.3 动力特性分析
• 4.3.1 ANSYS分析模型
• 4.3.2 传感器布设
• 4.4 现场动力测试验证
• 4.4.1 全桥动力响应监测及分析
• 4.4.2 吊杆索力响应监测
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
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