论文题目: 基于可靠性理论的桥梁远程监测系统安全评价研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 仪器科学与技术
作者: 周建庭
导师: 黄尚廉,顾安邦
关键词: 动态可靠度,桥梁,远程监测,安全评价,荷载效应,结构抗力,体系可靠度
文献来源: 重庆大学
发表年度: 2005
论文摘要: 常规的桥梁荷载试验检测桥梁对于新桥投入使用前或桥梁受到意外损伤时的安全性评估具有积极的意义。然而其也存在具有间断性、需中断交通、重复花费大量的人力、物力、财力等缺点。桥梁远程监测则具有安全、实时、连续、及时预警预报的特点，是国际桥梁研究的方向和热点。目前，国内外在该领域进行了动力指纹分析法或模式识别方法、模型修正与系统识别法、神经网络法、遗传算法等研究方向的探索与实践，但由于桥梁本身存在材料、结构组合、工作环境、测试信号等方面的不确定性因素多，造成至今未形成系统的桥梁远程监测评价理论与方法。本人在国家科技攻关项目“大型桥梁安全远程实时监测成套技术开发示范”(2002BA105C)的资助下，在导师的指导下，提出了基于可靠度理论的桥梁远程监测评价体系，并经三年时间的努力，完成了相关研究工作。本文则是在整理有关研究成果的基础上完成的。主要内容包括： 1)阐述了桥梁远程监测的背景及其研究在我国桥梁建设高速发展、桥梁建设质量存在问题、桥梁营运交通量不断增长、桥梁安全问题是全社会关注的重大问题的特殊时期的重大意义。 2)介绍了基于可靠度理论的桥梁远程监测评价体系的总体思路。通过利用荷载监测信息来获取桥梁荷载效应统计参数、利用间接方法获取随机变量概率模型来描述桥梁结构抗力作用、利用可靠指标β来反映桥梁结构的工作状态的方法的阐述，介绍了利用工程结构可靠度理论来评价桥梁安全状况的原理和方法。在此基础上，给出了基于可靠度理论的桥梁远程监测评价总体方案。并通过分析，说明利用可靠度理论来解决桥梁的远程监测评价难题是可行和可靠的。 3)在阐述统计假设检验基本理论的基础上，介绍了基于桥梁远程监测信息的荷载效应最大值分布及其动态拟合技术，并具体介绍了基于“桥梁远程监测信息的荷载效应统计参数动态分析系统”的计算机实现过程。 4)分析了由材料、构件几何参数、构件计算模式三个方面引起的不定性原因，列举了相关不定性表达式，并给出了交通部研究成果中关于桥梁结构材料、构件几何参数、构件计算模式三个方面不定性的统计参数。利用《公路桥涵设计规范》中的抗力计算公式和误差传递公式，推导出桥梁构件的轴心受压、轴心受拉、多弯、多剪、偏心受压等计算模式的抗力统计参数具体公式，并提出了基于具体实桥的桥梁抗力统计参数修正技术。 5)以重庆市高家花园嘉陵江大桥、马桑溪长江大桥和向家坡立交桥三座桥梁为依托，具体介绍了可靠度理论在桥梁远程监测评价中的应用。并利用基于可
论文目录:
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 研究背景和必要性
1.2 国内外主要研究方向及现状
1.2.1 数据采集和传输系统研究现状
1.2.2 监测数据的评价分析研究现状
1.2.3 今后的研究方向
1.3 主要研究内容及取得的成果
1.4 创新点
1.5 本章小结
2 基于可靠度理论的桥梁远程监测评价体系总体方案
2.1 原理和方法
2.1.1 工程结构可靠度理论
2.1.2 利用荷载监测信息获取桥梁荷载效应的统计参数
2.1.3 利用间接方法获取随机变量概率模型来描述桥梁结构的抗力作用
2.1.4 利用可靠指标来反映桥梁结构的工作状态
2.2 总体方案
2.3 可靠性分析
2.3.1 桥梁监测信息丰富可靠
2.3.2 交通部在桥梁抗力分析方面具备研究基础
2.3.3 可靠度计算方法可靠
2.4 本章小结
3 基于桥梁远程监测信息的荷载效应统计参数动态获取技术
3.1 统计假设检验的基本理论
3.1.1 问题的描述
3.1.2 分布检验法选择
3.1.3 拟合优度检验法
3.2 基于桥梁远程监测信息的荷载效应最大值分布及其动态拟合技术
3.2.1 最大值概率分布的基本理论
3.2.2 荷载效应统计参数的动态获取技术
3.3 基于“桥梁远程监测信息的荷载效应统计参数动态分析系统”的计算机实现
3.3.1 “桥梁远程监测信息的荷载效应统计参数动态分析系统”的计算机实现
3.3.2 系统实现总结
3.4 本章小结
4 桥梁结构抗力分析
4.1 桥梁结构抗力不定性因素的分析
4.1.1 材料性能的不确定性
4.1.2 几何参数的不确定性
4.1.3 计算模式的不确定性
4.2 桥梁构件抗力统计参数
4.2.1 误差传递公式
4.2.2 常用构件的抗力统计参数
4.3 基于具体实桥的桥梁抗力统计参数修正技术
4.3.1 原理与方法
4.3.2 基于实桥的抗力统计参数修正技术
4.4 本章小结
5 基于远程监测的典型桥梁可靠性评价
5.1 结构可靠性分析原理
5.1.1 概述
5.1.2 结构截面可靠度计算方法
5.1.3 结构体系可靠度
5.2 工程概况
5.2.1 高家花园大桥
5.2.2 马桑溪长江大桥
5.2.3 向家坡立交桥
5.3 集群监测系统总体设计
5.3.1 监测系统体系结构
5.3.2 桥梁现场监测系统的实现方式
5.3.3 现场监测系统设计
5.3.4 远程传输方案设计
5.3.5 集群中心子系统设计
5.4 典型桥梁截面可靠度分析模式与方法
5.4.1 高家花园嘉陵江大桥截面可靠度分析功能函数构建
5.4.2 桥梁远程监测信息的荷载效应统计参数动态分析系统
5.4.3 典型桥梁的体系可靠度的计算
5.5 成果分析
5.5.1 基本规定
5.5.2 高家花园大桥可靠性评价
5.5.3 马桑溪大桥可靠性评价
5.5.4 向家坡立交桥
5.6 本章小结
6 全文总结
致谢
参考文献
附录
独创性声明
学位论文版权使用授权书
发布时间: 2006-12-05
参考文献
- [1].基于健康监测系统的桥梁结构承载能力评估关键问题研究[D]. 廖威.华南理工大学2016
- [2].项目级桥梁管理系统的开发及其相关的若干问题研究[D]. 潘玲.华南理工大学2011
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- [4].公路桥梁设计荷载及其组合研究[D]. 党栋.长安大学2012
- [5].大跨度斜拉桥全寿命健康监测几个关键问题研究[D]. 杨小森.北京工业大学2011