基于静态监测数据的桥梁结构状态评估和预警方法研究

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1、乘兩大？參硕±学位论文基于静态监测数据的桥梁结构状态评估和预警方法研究专业名称；防巧减灾工程与防护工程研究生姓名：周凯导师姓名：下幼亮ＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＳＴＡＴＥＥＶＡＬＵＡＴＩＯＮＡＮＤＥＡＲＬＹＷＡＲＮＩＮＧＭＥＴＨＯＤＯＦＢＲＩＤＧＥＳＴＲＵＣＴＵＲＥＢＡＳＥＤＯＮＭＯＮＩＴＯＲＩＮＧＤＡＴＡＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉ

2、ｎｅｅｒｉｎｇＢＹＺｈｏｕＫａｉＳｕｅｒｖｉｓｅｄｂｙｐＰｒｏｆ．ＤｉｎＹｏ山ｉａｎｇｇＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＡｒｉｌ２０１５ｐ东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的，研巧成果除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其。尽我所知他人已经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均已

3、在论文中作了明确的说明并表示了谢意。ｉ？研究生签名：同ｆＬＢ期：＆山韦為东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，。可１＾采用影印、缩印或其他复制手段保存论文本人电一子文档的內容和纸质论文的内容相致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可Ｗ公布（包括刊登）论文的全部或部分内容（包。论文的公布括刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名；ｔ导师豁名：日期；糾ｔ如ＪＳ＿＿了中摘要国内外不少学者己展开了基于整体动力恃性的桥

4、梁结构状态评估，但是由于桥梁结构复杂、体量巨大、局部损伤的不敏感性科及环境因素的影响，基于动力参数的监测难１＾１有效应用于结构状态评估。基于静态监测数据的桥梁结构状态评估和预警方法研究对其安全运营具有重要意文，是目前大跨桥梁健康监测领域的巧点。结构健康监测系统在大跨桥梁上的成功实施为保证桥梁结构的安全性、、适用性耐久性提供良好的平台。随着实时监测数据的不断积累，有效分析和处理海量健康监测数据，建立环境作用、交通荷栽等与桥梁结构输出状态间关系的响应机理、提升桥梁结构设计水平和分析技术是健康监测领域的重要问题。本文Ｗ高速铁路桥梁大胜

5、关长江大桥为研充对象，基于健康监测系统获取的监测数据，系统研巧了桥梁温度、期向位移、静应变与环境荷载作用相关模型，准确建立了环境荷载作用下的结构状态评估及预巧方法研巧，主要内容包括：（１）系统地研究了大胜关长江大桥连续钢拱巧梁２０３１年的湿度监测数据，采用极值分析和统计分析方法样细考察了钢拱巧梁的温度分布特征和温差分布特征，后利用统计学方法对边巧拱整体竖向温差和杆构件横截面温差的正温差和负温差样本分别进行概率统计特征分析，确定其Ｗｅｉｂｕｌｌ概率密度函数的参数估计值，在此基础上计算得出温差标准值。（２）系统地研究了大胜关长江大桥

6、支座纵向位獲的变化持点及其相关性规律，支座纵向位移与温度呈现出良好的浅性关系一，支座纵向位啓与温差呈现出定的线性关系，采用多元线性回归方程建立支座纵向位移与温度场之间的线性相关特性，并利用拉格朗日插值建立不同支座纵向位孩么间的线性相关榜性，建立的数学模型可有效反映钢析拱梁在初始状态的納向伸缩性能，而且可！有效地模拟主梁誠向位移的变化规律；利用均值控制图法来对梁端位移进行异常监控，测试结果验证了该方法的有效性。（３）系统地研究了南京大胜关长江大桥钢巧桥静应变的变化规律Ｉ大胜关长江大桥主梁静应变主要由兰部分组成：由温度引起的静应变＆

7、、由温差引起的静应变＆，Ｗ及由列车荷载引起的静应变細，且由列车荷载引起的静应变显著低于由湿度和温差带来的影响；引入小波包分解技术剔除由车辆荷载弓Ｉ起的静应变效应并提取出由温度场引起的静应变效应，然后一采用数学建模方法建立静应变与温度场之间的多元线性回归模型，并进步利巧主成分分析方法简化多元线性回归模型的分析变量。最后提出兰种大胜关长江大桥的静力承载性能退化规律来对大胜关长江大桥的静力承载性能进行评估。关键词：结构健康监测：状态评估；温度；纷向位移；静应变ＩＡＢＳＴＲＡＣＴＡＢＳＴＲＡＣＴＭａｎｓｃｈｏｌａｒｓａ

8、ｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄｈａｖｅｌａｕｎｃｈｅｄｂ