【摘要】： 大型桥梁是一个国家的经济命脉，它们的巨大投资及在国民经济中的重要作用，使得大跨桥梁的安全性、耐久性和正常使用功能也越来越受到重视。目前，桥梁健康监测系统的研究目前处于理论研究和试验研究阶段，尤其是其中的数据分析部分，尚没有成熟的可以完全适用的损伤检测方法，完整的自动的数据分析系统还需要进行原型研究和试验。本文以国内外桥梁监测及评估的理论和技术为基础，根据斜拉桥的结构特点及发展需要，建立了文晖大桥健康监测与评估管理系统。 依据实用性以及可靠性的原则，确定了大跨斜拉桥结构健康监测系统的监测项目，包括各种传感器的布置、数据的采集及分析、监测数据的存储和管理等问题。 在计算分析中，根据文晖大桥的实际设计尺寸，分别用虚拟层合单元法和大型程序ANSYS建立文晖大桥动力仿真分析空间计算模型，所建模型能够准确描述斜拉桥动力特性。而动力分析所采用的虚拟层合单元法，可以准确地模拟结构的质量与刚度的分布，在单元网格比较粗放的情况下，对斜拉桥结构动力分析具有足够的精度。在此基础上，利用数值模拟了桥梁的多种损伤情况，提出了可行的损伤指标。并于第五章中着重分析讨论了用于测试桥梁模态的传感器优化布点方案研究。 在吸收及采用已有成果基本思想的基础上，结合国内外桥梁评估领域及其他相关领域的最新研究，提出建立在层次分析法基础上、以变权综合理论为工具，通过打分方式对大型桥梁状态进行评估的构架与模式。 本文的研究工作为大型桥梁结构健康监测与评估管理系统的建立提供了一套实用、有效地解决方案，必定会为健康监测系统的进一步发展应用提供更加丰富的理论成果。 【关键词】：斜拉桥 虚拟层合单元 健康监测系统 动力特性 层次分析法
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：U446
【DOI】：CNKI:CDMD:1.2003.110389
【目录】：

• 第一章 绪论7-28
• 1.1 概述7-8
• 1.2 斜拉桥的发展8-9
• 1.3 研究目的和意义9-10
• 1.4 桥梁健康监测研究现状10-16
• 1.5 桥梁评估与管理系统发展历史与现状16-22
• 1.6 存在的问题及需要解决的关键技术22-23
• 1.7 本文背景及主要研究内容23-24
• 本章参考文献24-28
• 第二章 桥梁结构健康监测系统的研究28-48
• 2.1 概述28
• 2.2 已安装监测系统的部分桥梁以及使用的传感器类型28-29
• 2.3 桥梁监测项目与系统结构29-41
• 2.4 文晖大桥工程概况41-43
• 2.5 文晖大桥监测项目的具体实施方案43-44
• 2.6 本章小结44-46
• 本章参考文献46-48
• 第三章 大跨斜拉桥动力分析模型理论研究48-72
• 3.1 概述48-49
• 3.2 虚拟层合单元理论49-58
• 3.3 有限元模型的建立58-66
• 3.4 动力分析与实测结果比较66-69
• 3.5 本章小结69-70
• 本章参考文献70-72
• 第四章 基于振动的结构损伤识别研究72-97
• 4.1 概述72-73
• 4.2 常用的方法与理论73-75
• 4.3 本文所用的损伤指标75-79
• 4.4 文晖大桥结构损伤的数值模拟分析79-94
• 4.5 本章小结94-95
• 本章参考文献95-97
• 第五章 桥梁振动监测传感器优化布点的研究97-113
• 5.1 概述97-98
• 5.2 传感器优化布点算法的介绍98-103
• 5.3 测点布设的评估标准103-105
• 5.4 初始测点群的选取105-107
• 5.5 研究结果与分析107-110
• 5.6 本章小结110-111
• 本章参考文献111-113
• 第六章 桥梁评估管理系统113-138
• 6.1 综合评估理论113-119
• 6.2 基于层次分析法的变权综合评估体系的建立119-129
• 6.3 评估实例129-131
• 6.4 文晖大桥健康管理系统所需完成的功能131-132
• 6.5 文晖大桥健康管理系统的总体设计132-133
• 6.6 文晖大桥健康管理系统的实现办法133-135
• 6.7 本章小结135-136
• 本章参考文献136-138
• 第七章 结论与展望138-141
• 致谢141