一、基于环境振动测试的润扬桥塔模型修正（论文文献综述）
刘言言[1]（2021）在《基于静动载试验的池州长江公路大桥基准有限元模型研究》文中研究指明对于大型重要桥梁来说,结构有限元模型是对其进行复杂响应分析、结构安全状态评估和长期健康监测的重要依据,因此建立一个准确和有效的基准有限元模型非常重要。大跨度混合梁斜拉桥基准有限元模型应该是经过现场静动载试验验证了的,能够精确、全面反映桥梁结构真实静动力学特性的完整空间有限元模型。本文以池州长江公路大桥—主跨828m的双塔非对称混合梁斜拉桥为工程背景,首先基于施工设计图纸建立了该桥初始有限元模型,然后根据现场静力试验和桥梁自振特性试验结果对初始有限元模型进行调整。校准后的模型静、动力计算结果与实测结果吻合良好,因此该有限元模型能够准确反映池州长江公路大桥在通车之前的状态,可以作为池州长江公路大桥结构安全状态评估和长期健康监测的基准有限元模型。论文的主要工作和结论如下:1.在通车之前对池州长江公路大桥进行了结构初始状态测量（桥面高程线形、成桥索力）和静力荷载试验,旨在充分了解桥梁结构在外荷载作用下的工作状态和承载能力,同时也是后续建立基准有限元模型的重要依据。2.对池州长江公路大桥进行自振特性试验,基于环境激励方法获取桥梁动力特性具有简单、方便、经济等诸多优点。采用峰值法、频域分解法和随机子空间法进行桥梁结构的模态参数识别,旨在相互校核验证,结果表明池州长江公路大桥基频为0.196Hz,振型为主梁一阶横弯,且主要模态频率集中分布在0～1Hz。3.明确了大跨度斜拉桥的初始平衡构型在有限元模型中实现方法,即以实测桥面高程线形为主要控制目标,成桥索力值为次要控制目标,对初始有限元模型进行调整。斜拉桥后续的各种静动力分析都应该始于该初始平衡构型。4.介绍了大跨度混合梁斜拉桥几何非线性在有限元中的实现。结果表明结构大位移效应对该桥梁结构的静动力分析结果影响较小,虽然线性的静动力分析足以满足实际工程需要,但由于斜拉索存在较大的初拉力,实际斜拉桥的静动力分析始终都是几何非线性分析的。5.本文建立的池州长江公路大跨度混合梁斜拉桥空间有限元模型在初始平衡构型基础上静动力分析,计算结果与通车前实桥现场静动载试验结果吻合较好。说明调整后的有限元模型是一个有效、准确的模型,可以作为池州长江公路大桥基准有限元模型,能够后续分析该桥在各类复杂荷载作用下的静动力响应,并为服役期间结构安全状态评估和健康监测提供指导。
赵瑞[2]（2020）在《基于模型静动力测试的悬索桥损伤诊断模拟研究》文中研究说明桥梁是经济建设和国家发展的重要命脉,也是交通系统中不可或缺的一部分,其健康状态直接决定交通是否可以正常运转。由于桥梁结构与其他结构相比,不仅承担自重、预加应力等永久荷载,而且承担人群、车辆、风等变化较大的动态荷载和偶然荷载,所以其损伤是不可避免的。未被及时发现的损伤逐渐积累,萌生结构性能的劣化,极有可能导致桥梁结构的破坏并发生事故。因此,桥梁结构损伤诊断的研究,具有极其重要的理论研究意义和实际应用价值。悬索桥作为现代大跨桥梁的代表形式,因其优越的受力性能、较长的跨越距离、优美的结构形式被诸多大型工程所选用。但也存在结构形式复杂、构件多样、在各种因素及各类荷载的作用下容易产生损伤的缺点,所以对于悬索桥结构的损伤诊断已经成为国内外研究的热点问题。本文建立了一座1:100的悬索桥试验模型进行静动力试验,通过试验确定挠度、应变、频率等基础数据并与有限元模型对比后修正有限元模型保证其准确性,然后以等效应变法对修正后的有限元模型进行模拟损伤,采集不同损伤数据,以多种方法对其损伤类型、损伤程度进行分析,主要工作如下:（1）调研国内外大跨度悬索桥资料,参考已有桥梁试验模型设计经验,设计并建立一座可模拟各类损伤的悬索桥模型,所有构件均采用钢材制作,满足构件可拆卸、可替换、模型可模拟各种损伤工况、经济性好等条件,并以模型为载体进行损伤识别试验。（2）模型静动力试验。设计试验模型静动力荷载试验方案,安装各类传感器采集试验数据。在无损状态下完成主梁恒载试验并建立有限元模型进行加载对比分析。其次调整模型至未加载状态,并对主梁、吊杆进行不同程度的损伤,重复恒载过程,观察分析试验模型静力响应,完成静力损伤诊断。（3）提出Winger-Vill（简称WVD）交叉项在损伤识别中的应用,借助MATLAB设计时频分析程序,利用ANSYS建立悬臂梁、简支梁两种不同边界的梁式结构有限元模型进行移动质量和冲击的加载,采集各个测点的加速度数据进行分析,验证WVD交叉项可以识别结构损伤。（4）根据静力实测数据修正悬索桥有限元模型,并以有限元模型为研究对象,设计主梁、主缆、吊杆损伤工况,对模型予以一定激励,采集各测点加速度数据,通过设定阈值筛选交叉项能量分布,对比试验模型在有损和无损状态下的交叉项幅值,结果表明WVD交叉项可以较为明确的识别悬索桥结构的损伤位置和损伤程度。
廖聿宸[3]（2020）在《基于健康监测的斜拉桥结构在线安全评估方法研究》文中研究表明大跨度桥梁的安全评估是结构健康监测的目的之一,其重要性已得到广泛认可。为实时掌握桥梁的安全状况,迫切需要实现桥梁结构静动力特性的实时识别、有限元模型的自动修正以及在线安全评估。以灌河大桥作为工程背景,建立基于健康监测的大跨度斜拉桥在线安全评估方法。主要研究工作如下:（1）通过数据驱动的随机子空间识别方法生成频率-MPD稳定图,采用聚类分析对其进行自动分析,从而实现环境激励下的模态参数自动识别;（2）对不同时间尺度下的环境因素影响进行统计学分析,并建立了运营环境因素与模态频率之间的多项式模型;（3）推导了贝叶斯框架下的响应面模型修正方法,引入了SGD优化算法和ADAM优化算法求解参数,并联合模态参数自动识别方法建立了斜拉桥的自动模型修正方法;（4）选取了模态频率、应变、索力等斜拉桥的典型结构响应作为安全评估指标,通过优序图法、熵值法以及博弈论方法对三类指标进行权重赋值,并联合模态参数自动识别和模型自动修正建立了斜拉桥的在线安全评估方法。所得主要结论如下:（1）数值算例和实桥分析表明,所提出的模态参数自动识别方法能够用于少先验信息的情况,可自动识别出密集模态结构的模态参数,表现出良好的频率识别精度。（2）统计学分析结果表明,斜拉桥的模态频率随温度上升与汽车荷载增加而下降,所建立的多项式模型包含了截面平均温度、竖向加速度RMS等因素,可以较为精确地描述模态频率与运营环境因素的关系,可用于后续的斜拉桥在线安全评估。（3）灌河大桥的自动模型修正结果表明,自动模型修正方法的效果较好,修正后计算频率的最大误差在5%以内,可为斜拉桥结构的在线安全评估提供基准有限元模型。（4）基于一段时期内的实桥健康监测数据对灌河大桥进行在线安全评估,其综合安全评分稳定在84分左右,表明灌河大桥的安全状态维持在较好水平。
吴杰[4]（2020）在《桥梁结构损伤识别若干问题研究》文中提出近年来,随着计算机技术的不断发展,桥梁结构损伤识别也得以迅猛发展,随之而来的是大量的理论分析研究与丰硕的应用成果。随着大型复杂桥梁的数目越来越多,桥梁健康监测系统在重大工程上面的应用也是越来越广泛,安装结构健康监测系统后才算是桥梁监测的起步,依据采集到的庞大的数据,可以对桥梁结构的运营状态做出准确、有效的判断和评估。桥梁结构的损伤识别依据的是结构健康监测系统中所采集到的庞大的信息,而有关损伤识别的理论和应用则比健康监测系统的设计与安装要滞后一些,从已有的损伤识别方法来看,他们多是针对某一类型简单桥型,如果想将损伤识别方法应用于大型复杂桥梁结构中则会出现很大的问题。基于结构损伤识别研究的现状,本文从桥梁结构损伤识别所包含的若干问题开展了相应的研究,具体从以下几点出发:1)结构有限元模型修正;2)基于柔度矩阵的桥梁结构损伤识别;3)桥梁结构的损伤状态评估;4)基于计算机视觉技术的螺栓松动识别。本文主要研究内容如下:（1）桥梁结构的有限元模型修正研究。传统的整体结构矩阵型修正方法存在修正后的结构矩阵无法反馈到现有的通用有限元计算软件中的问题,本章提出基于Kriging模型+群智能优化的桥梁结构有限元模型修正方法,将基于遗传算法（GA）、鸟群交配算法（BMO）、粒子群优化算法（PSO）的Kriging模型引入有限元模型修正领域,运用拉丁超立方抽样方法抽取样本,对桥梁结构有限元模型设计参数进行修正。首先以一桁架结构验证所提优化修正方法的有效性,然后以广东省内某斜拉桥为例,应用三种方法对桥梁进行有限元模型修正,对比分析它们的修正结果。算例表明基于PSO算法得到的参数修正精度最高,基于BMO算法的次之;基于GA算法耗时最短,基于BMO算法的次之。（2）基于柔度矩阵的桥梁结构损伤识别。在各种结构损伤定位方法中,基于柔度矩阵的结构健康监测方法得到了广泛的应用,被认为是很有发展前景的研究方法之一。本章从柔度矩阵入手,建立结构的均匀荷载面参数,以结构损伤前后的均匀荷载面曲率差（Uniform load surface curvature difference,简称ULSCD）作为损伤指标,并通过数值算例验证所提方法的有效性。第二,在柔度矩阵的基础上,将Bernal提出的基于柔度矩阵的损伤定位向量（Damage locating vectors,简称DLVs）方法运用于结构损伤识别研究,在该方法理论基础上,结合实测数据使用该方法对桥梁的损伤进行定位分析。（3）桥梁结构损伤状态评估研究。第一,以模糊理论为基础,将模糊隶属度函数引入桥梁结构损伤状态评估研究,构建桥梁结构损伤状态评估模型;选取简支梁桥以及斜拉桥为例,分别对确定的多种因素采用正态分布函数的形式进行定量表示,然后分别计算各因素所对应的隶属度,再组装成结构的整体隶属度进行结构损伤状态的分级判断,最后,选取两座实体桥梁进行损伤状态评估分析,对比《公路桥涵养护规范》的判定结果,与文中所提方法得到的结果一致。第二,在均匀荷载面曲率差ULSCD的基础上,结合模糊推理系统（Fuzzy inference system,简称FIS）,提出基于ULSCD-FIS结构损伤程度评估方法,在得到ULSCD后,结合结构损伤进行模糊化处理,建立模糊化规则库进行推理分析,得到结构的损伤状态推理结果,最后用简支梁算例验证所提方法的有效性。（4）基于计算机视觉技术的螺栓松动识别。第一,基于计算机视觉方法,结合ShiTomasi特征提取方法、KLT特征点追踪方法、MLESAC估算方法,提出基于特征点运动轨迹追踪的损伤定位方法,有效定位出结构中松动的螺栓。第二,确定松动螺栓后,结合特征点追踪算法、特征点匹配、几何转换矩阵算法,提出基于特征点运动轨迹追踪的螺栓松动角度识别方法,通过设定的五组试验,验证了所提方法的有效性,结果表明当相机/智能手机与构件夹角的逐渐减小时,损伤程度评估算法的有效性则逐渐降低。
朱峰岐[5]（2019）在《基于监测数据和多尺度有限元分析的桥梁性能评估》文中研究说明如何保障重大工程结构的安全性能和长寿命要求是土木工程中的焦点问题。温度作用对桥梁结构的安全性能影响重大。研究表明,长大跨桥梁的温度应力大于车辆荷载和风荷载引起的结构应力。由于长大跨桥梁受太阳辐射和其他环境作用,在截面上形成非线性温度梯度,使结构产生明显的温度效应,导致桥梁局部构件可能会出现严重的应力集中现象,产生较大的变形,最终可能引起局部损伤和结构性能退化。本文主要研究基于温度监测数据和有限元模型的长大跨桥梁结构性能评估。由于桥梁健康监测系统中的传感器数量有限,难以对没有布置传感器的位置进行监测。因此,对桥梁进行安全性能评估需要构建基准有限元模型。本文从桥梁结构的几何拓扑、边界条件、力学参数三个方面提升有限元模型的精度。具体研究包括:采用基于子结构法的多尺度有限元分析方法分析桥梁温度效应,并提升模型的几何拓扑形式;采用基于温度和位移监测数据的桥梁纵向约束刚度识别方法提升模型的边界条件;采用基于马尔科夫链蒙特卡洛（MCMC）抽样和响应面技术的多模型有限元分析方法,提升模型的力学参数。本文的主要研究内容包括以下几个方面:（1）对两座长大跨钢箱梁桥（一座斜拉桥和一座悬索桥）的监测数据进行了统计分析。实测数据统计分析内容包括温度分布、温度-纵向位移相关性、温度-纵向应变相关性、索力-温度相关性分析。监测数据统计结论如下:含风嘴构件的长大跨钢箱梁桥温度场可以按一维竖向温度梯度进行温度场分析;梁端纵向位移与温度具有很强的线性相关性,但存在温度滞后于位移的时间延迟效应,滞后时间大约1小时;对太阳辐射作用下主梁一天的温度与应变,以及季节气温变化作用下主梁一年的温度与应变进行相关性分析,发现应变与温度存在明显的相关性;索力受温度作用影响较小。（2）基于多尺度有限元方法和监测数据的桥梁温度应力分析。通过在整体模型中对U型加劲肋等局部构件进行建模,可以准确描述实际桥梁的几何拓扑形式。在进行基于多尺度有限元模型的温度应力分析之前,首先要进行桥梁温度场分析,温度场分析的结果可以作为荷载输入应力场。本文推导出桥梁受太阳辐射作用下的结构外表面绝对辐射气温公式,用来计算温度场的边界条件。温度场分析的计算值与实测温度对比结果表明:二者吻合较好,可以作为应力场的荷载。针对传统有限元方法难以在整体模型中对桥梁局部构件（如钢箱梁的U型加劲肋）的温度应力进行分析,本文采用多尺度有限元方法来解决这一难题。通过两个有限元算例验证,结果表明多尺度有限元模型较传统有限元模型的分析结果与真实值更为接近,并可以极大地提高计算效率。最后,对苏通大桥进行多尺度有限元建模,详细地考虑了箱梁内部局部构件——U型加劲肋,进行应力场温度效应分析。结果表明多尺度模型可以有效地对长大跨桥梁的局部构件进行应力分析,进而可以基于该基准模型进行结构性能评估。（3）基于温度监测数据的桥梁纵向约束刚度识别。边界条件的选取是影响有限元分析精度的一个重要因素。本文提出一种基于温度和纵向位移监测数据的桥梁纵向约束刚度识别方法,研究纵向约束刚度的取值。具体研究内容包括:首先,推导了各类桥梁的纵向约束刚度识别方程,基于温度和梁端纵向位移监测数据,可以确定纵向约束刚度的取值大小。然后,基于江阴大桥有限元模型对识别的刚度进行了验证;结果表明,考虑纵向约束刚度后,计算的梁端纵向位移更为准确。最后,对纵向约束刚度进行了参数分析,研究了纵向约束对结构的内力,以及静动力响应的影响。（4）基于MCMC抽样和响应面技术的桥梁多模型不确定性分析。力学参数的取值直接影响有限元模型的分析结果。然而,随着结构服役时间的增长,结构性能会逐渐退化,桥梁有限元中的力学参数存在不确定性问题。采用多模型思想可以分析其不确定性。由于多模型方法中的有限元模型数量巨大,应用于实际桥梁时,计算量将大大增加。因此,本文提出一种基于MCMC抽样和响应面技术的多模型分析方法,使多模型思想可以有效应用于实际工程结构中。MCMC抽样方法可以实现对过程的链式抽样,使抽样样本迅速的稳定于目标函数。同时,采用二阶响应面构建结构不确定性参数与结构响应之间的数学关系。通过将响应面模型作为替代模型,大大提高了计算效率,使多模型方法能够真正地应用于实际结构不确定性分析中。
张坤[6]（2019）在《基于健康监测的斜拉桥结构在线模型修正和确认方法研究》文中认为有限元模型修正是桥梁健康监测领域的热点研究方向之一,一个精准的基准有限元模型可以为桥梁结构动力特性的精细化分析或是为基于模型的安全评估、损伤识别等工作奠定良好基础。随着海量健康监测数据的不断积累,数据的处理效率需求日益增高,及时获取桥梁的状态信息意味着需要加快基准有限元模型的更新周期。本文以沈海高速灌河特大桥为工程背景,基于其健康监测数据,尝试建立一种适合斜拉桥结构的在线频率识别方法,进一步的应用至斜拉桥结构的在线模型修正和确认。本文主要研究工作包括:（1）基于协方差的随机子空间算法,在对虚假模态进行剔除的基础上,研究基于离线数据的模态参数自动识别方法。（2）探索一种基于最小二乘法的递推式瞬时频率在线识别方法;进而基于NEx T法较好的降噪能力,研究一种基于自由衰减信号的多自由度在线频率识别方法,并应用于灌河大桥在线频率识别。（3）考虑斜拉桥主要环境因素温度、车辆荷载、风等与模态频率不确定性量化和传递,在对环境因素影响模态频率的机理分析及单因素统计基础上,分别采用基于PCA的多元线性模型和基于NLPCA的ANN模型进行多因素回归分析,开展模态参数的修正。（4）研究一种适合斜拉桥在线模型修正和确认的两阶段方法,第一阶段采用基于灵敏度分析的区间响应面方法,结合一段时间尺度内的离线数据,建立不确定性参照有限元模型;第二阶段利用在线频率识别结果,采用确定性模型修正方法实现灌河大桥在线模型修正和确认。获得的主要结论如下:（1）基于环境振动的模态参数识别方法,建立了基于随机子空间法的运行模态参数自动识别方法,灌河大桥模态参数识别结果表明,本文方法可较为准确地识别出一天内灌河大桥运营环境所导致的频率变化。（2）提出了单自由度系统和多自由度系统在线频率识别的改进四参数方法,相对于HHT方法,改进四参数法识别的瞬时频率更为平稳,可初步用于对时变结构模态参数时变特性的预估;采用对相位角最小二乘拟合的方式能够对时变结构的模态参数均值进行识别,其识别结果与HHT法、PP方法识别结果能够吻合,可将该方法应用于灌河大桥在线频率识别中。（3）环境温度对斜拉桥各阶模态频率影响程度基本相同,两者具有良好的负线性相关性,40℃季节温差对灌河大桥模态频率的影响约为1.3%;在一周时间尺度上,灌河大桥车辆荷载与环境温度对桥梁动力特性的影响程度基本相当,一天内对灌河大桥模态特性影响一般不超过1%;基于PCA的多元线性回归模型和基于NLPCA的ANN回归模型均能较好的实现灌河大桥环境因素与模态频率的传递,减小了实测频率的认知不确定性,对短时间尺度内的模态频率区间量化有着较好的修正作用。（4）基于最优拉丁超立方试验设计方法和多岛遗传算法进行多目标寻优,建立了基于灵敏度分析的区间响应面模型修正与确认方法,确认后的模型较好地反映过去一段时间内模型参数的不确定性,目标频率平均相对误差不超过0.5%,可进一步作为在线模型修正&确认的参照有限元模型。（5）在拟合的区间响应面基础上,根据灌河大桥模态频率在线识别结果,基于参照有限元模型,进行在线模型修正和确认,结果表明:在线模型修正最大误差不大于1%,待修正参数的不确定性大大降低,提高了修正结果的可靠性,实现了短时间尺度的模型修正与确认。
郑沛娟[7]（2018）在《基于多元混合的大跨度斜拉桥安全预后方法研究》文中进行了进一步梳理服役桥梁结构的运行状态和安全预后一直是国内外桥梁界关注的热点问题之一,健康监测系统为解决这一问题提供了某种可能,但桥梁结构健康监测面临着损伤预警和安全预后的技术瓶颈。本文以灌河大桥作为工程背景,基于其健康监测数据,尝试建立基于有限元模型和基于数据驱动的大跨度斜拉桥安全预后方法,并进一步探索联合有限元模型和数据驱动（即多元混合）的大跨度斜拉桥安全预后方法,为桥梁预防性养护维修提供技术支撑,显然具有重要的理论意义和工程实用价值。本文的主要研究内容包括:（1）考虑环境和车辆荷载的不确定性并进行分析与量化,建立相应的温度荷载模型和车辆荷载模型;（2）基于Kriging响应面方法对桥梁结构有限元模型进行修正和确认,为桥梁安全预后提供较为准确的有限元模型;（3）采用基于遗传算法以及基于粒子群算法的灰色神经网络方法对建立的车辆荷载模型进行预测,获得桥梁结构未来的车辆荷载模型;（4）基于Kriging和重要采样法分析灌河大桥跨中的可靠性,并且基于实际车辆荷载估算灌河大桥的疲劳可靠性及疲劳剩余使用寿命;（5）采用高斯和粒子滤波算法以及基于支持向量机的信息粒化方法进行灌河大桥结构响应预测和分析,评价灌河大桥未来运行荷载作用下的结构安全（即安全预后）;（6）联合确认的有限元模型和数据驱动模型,建立多元混合的大跨度斜拉桥安全预后方法。获得主要结论如下:（1）采用日温差以及傅里叶级数表达的日温度均值两者的和可以获得可靠的温度荷载模型;基于广义极值分布理论建立了灌河大桥月车辆荷载模型,车辆荷载模型的平均值大致是公路I级车辆荷载效应的0.52倍。基于灰色神经网络预测灌河大桥未来的月车辆荷载模型,可得最终的车辆荷载模型平均值大致是公路I级车辆荷载效应的0.49倍。（2）建立了基于Kriging响应面方法的大跨度斜拉桥有限元模型修正和确认方法,其中修正后的模型计算频率与实测频率值的最大误差不超过4%,各阶振型的模态保证准则MAC值均在95%以上,确认后的灌河大桥有限元模型计算频率和环境振动试验实测频率值的最大误差不超过7%,因此确认后的有限元模型可以进一步用于灌河大桥的安全预后研究。（3）建立了基于联合Kriging和重要采样法的大跨度斜拉桥可靠性分析方法,并采用最小二乘支持向量机联合重要抽样法对其结果进行验证;若灌河大桥在汽车荷载（不计冲击力）作用下的最大竖向位移取为0.3m,灌河大桥的失效概率2.1663×10-9,相应的可靠度为5.871,表明灌河大桥在预测的车辆荷载水平下是非常安全的。（4）建立了基于实际车辆荷载建立大跨度斜拉桥疲劳剩余使用寿命预测方法,在当前荷载水平下,灌河大桥的疲劳失效概率为3.6900×10-5,可靠度为3.9637,大于目标可靠度3.5,剩余使用寿命为139年;当交通增加率增加到1%,灌河大桥的疲劳可靠度低于目标可靠度,疲劳剩余寿命仅为93年。（5）建立了基于数据驱动的大跨度斜拉桥安全预后方法,结果表明:基于高斯和粒子滤波方法获得的车辆荷载作用下灌河大桥应变/跨中竖向位移动态线性方程是可靠的;根据灌河大桥索力/车辆荷载作用下应变/跨中竖向位移预后结果与相应的通常值相比可知,灌河大桥在预测期内的安全状态良好。（6）建立了基于多元混合的大跨度斜拉桥安全预后方法,结果表明:基于数据驱动模型和多元混合模型的灌河大桥车辆荷载作用下应变/跨中竖向位移预测值吻合的较好;根据灌河大桥索力/车辆荷载作用下应变/跨中竖向位移预后结果与相应的通常值相比可知,灌河大桥在预测期内的安全状态较好。
吴佳佳[8]（2018）在《基于监测数据的大跨桥梁地震易损性研究》文中认为大跨桥梁作为交通工程中的重要枢纽,为地区的经济文化发展做出了重大贡献,历史多次大地震灾害对交通工程,特别是桥梁结构造成了严重的破坏。因此,地震易损性研究对于大跨桥梁的安全运营有着重要意义。以往桥梁地震易损性研究中的桥型大部分是规则的连续梁桥,而对斜拉桥、悬索桥等不规则的桥型研究较少。除此之外,以往理论地震易损性研究中的数值模型完全依据设计文件建立,不能准确地描述桥梁实际结构的静动力特性。本文以南京夹江大桥为研究对象,围绕着地震易损性的主题,采用ANSYS建立初始有限元模型,根据监测数据识别得到实桥的静动力特性对初始有限元模型进行了修正,并基于结构概率地震需求分析方法对修正后的模型进行了纵桥向和横桥向的地震易损性研究。本文的主要内容以及创新点有以下几点:（1）实现了基于NexT-CMIF法对大跨桥梁的结构参数识别。通过荷载试验数据得到成桥状态下的的静载结果,包括各静载工况下的主梁挠度以及成桥空载下的吊索索力。同时利用桥梁健康监测系统得到实桥运营状态下环境振动监测数据,基于自然激励法（NexT）对监测数据进行处理得到相应的频响函数,进而分别用复模态指数函数（CMIF）和峰值拾取法识别出主跨加劲梁的竖弯模态和各个吊索索力。（2）基于pushover分析研究了桥塔的破坏机理和易损截面的损伤指标,并对精细化桥塔模型进行了简化。根据设计图纸用ANSYS建立了南京夹江大桥初始有限元模型,采用实体单元建立精细化桥塔模型,并通过pushover分析得到桥塔的破坏模式和损伤指标。同时考虑到地震动力时程分析的计算时间及收敛问题,结合pushover分析的结果,用梁单元建立了桥塔简化模型。（3）基于联合静动力修正方法对南京夹江大桥初始有限元模型进行修正。由于理论建模采用的结构尺寸、材料参数和边界条件采取了适当的简化,初始有限元模型与实桥结构之间存在较大误差。为建立一个满足结构精度要求和符合实际结构静动力特性的有限元模型,本文采用参数灵敏度分析确定了待修正参数,并根据实桥测试识别得到的静动力特性设立目标函数,结合ANSYS的优化分析功能,得到修正后的有限元模型。（4）提出了基于有限元修正的结构概率地震易损性分析方法,并根据修正后有限元模型分别进行了横桥向和纵桥向的地震易损性分析。本文依据南京夹江大桥的场地条件和抗震设防要求,从PEER中心提供的地震波数据库中选取了50条地震波,确定谱加速度SA作为地震动参数强度指标。对修正后的有限元模型进行纵桥向和横桥向的地震时程分析,采用结构概率地震需求易损性分析方法得到南京夹江桥支座及桥塔的纵桥向和横桥向易损性曲线。验证了纵飘体系的自锚式悬索桥的纵桥向振动和横桥向振动之间基本不耦合,并发现在地震作用下支座比桥塔更易损伤破坏,且12号支座在横向地震作用下最容易损坏,其次分别是7号、11号、8号、9号支座。
牛杰[9]（2018）在《基于模型确认的桥梁结构概率损伤识别方法研究》文中提出桥梁结构健康监测与安全评估一直是国内外的研究热点和关注焦点之一,由于桥梁结构荷载及环境的不确定性和随机性、监测检测信息的不完备性、计算模拟方法的简化等均会影响到损伤识别的准确度和精度,桥梁的早期损伤诊断已经成为制约桥梁结构健康监测发展的瓶颈之一。本文基于有限元模型修正和模型确认技术,考虑参数不确定性的影响,尝试建立桥梁结构的概率损伤识别的理论与方法,并探索桥梁结构早期损伤诊断的有效途径。主要工作如下:（1）提出基于单元模态应变能变化率的损伤指标,并验证其应用于桥梁结构确定性损伤识别和概率损伤识别的有效性;（2）以灌河大桥为工程背景,研究其不确定性的量化与传递规律;（3）提出基于PSO优化的BP神经网络的有限元模型修正及确认方法,并以灌河大桥为工程背景,完成其有限元模型修正和模型确认;（4）考虑参数不确定性,进行基于模型确认的灌河大桥概率损伤识别;（5）探索基于概率盒理论的斜拉桥损伤识别。得到主要结论如下:（1）考虑参数不确定性后,基于单元模态应变能变化率的损伤指标可较好地识别出简支梁模型单损伤和多损伤的损伤位置及损伤程度,具有应用于实桥结构损伤识别的潜力。（2）建立了灌河大桥的环境温度、车辆荷载及结构响应的不确定性量化模型,温度不确定性可采用傅里叶级数拟合的年趋势函数结合正态分布的日温差形式表达;车辆荷载的车重服从高斯混合分布概率模型,车间距服从对数正态概率模型;主梁结构目标响应基本服从正态分布。不确定性量化结果可用于灌河大桥的不确定性传递、有限元模型确认和概率损伤识别研究。（3）提出了基于PSO优化的BP神经网络的大跨度桥斜拉桥有限元模型修正及确认方法,修正后灌河大桥模型的各阶频率重合度指标均达80%以上,计算频率和实测频率的相对误差最大不超过5.09%,且模型的可信度在95%以上;确认后的有限元模型可以进一步用于灌河大桥的概率损伤识别研究。（4）基于确认后的灌河大桥模型,考虑不确定性的灌河大桥损伤识别表明:竖向一阶损伤指标能较好地识别出主梁损伤位置,其指标基本服从正态分布,且均值可较好地识别出主梁损伤的程度;BP神经网络法的拉索随机损伤识别精度和效率均优于响应面法。（5）滤波方法可以很好地分离环境温度、车辆荷载等不确定性对结构响应不确定性的影响,进而可建立结构响应不确定性的概率盒模型,为灌河大桥基于概率盒的损伤识别研究提供基础。（6）提出了基于概率盒的灌河大桥不确定性损伤识别方法并加以验证,模拟损伤识别结果分析表明:损伤单元的竖向一阶损伤指标概率盒可以充分表达考虑灌河大桥不确定性时的损伤识别效果;基于概率盒的损伤识别方法适用于桥梁结构不确定性损伤识别研究,在实桥结构的损伤识别和损伤预后领域有较好的潜在应用前景。
林鸣,颜东煌,张国刚[10]（2017）在《基于环境振动试验的洞庭湖大桥主塔模型修正》文中认为桥塔是影响大跨径桥梁动力特性的重要部分之一,该文以洞庭湖大桥岳阳侧桥塔为研究对象,对其进行了环境振动试验,利用频域法进行了模态参数识别,获得了前6阶频率。建立了桥塔的梁单元、梁-实体单元有限元模型,并对模型计算结果进行了比较。选择梁-实体单元模型作为初始有限元模型,采用灵敏度方法进行了模型修正。修正后参数取值合理,频率误差明显减小,误差均小于3%,表明修正后的参数与实际值接近,得到了符合实际的岳阳侧桥塔基准有限元模型。
二、基于环境振动测试的润扬桥塔模型修正（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于环境振动测试的润扬桥塔模型修正（论文提纲范文）
（1）基于静动载试验的池州长江公路大桥基准有限元模型研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 斜拉桥基准有限元建模的研究现状 |
| 1.3 环境激励模态参数识别方法 |
| 1.3.1 频域法识别模态参数 |
| 1.3.2 时域法识别模态参数 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 池州长江公路大桥初始有限元建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 池州长江公路大桥简介 |
| 2.3 有限元模型中的单元简介 |
| 2.3.1 BEAM188 梁单元 |
| 2.3.2 LINK10 杆单元 |
| 2.3.3 MASS21 质量单元 |
| 2.4 初始有限元模型的建立 |
| 2.4.1 结构各个部位模拟 |
| 2.4.2 边界条件的模拟 |
| 2.4.3 材料参数与荷载 |
| 2.4.4 初始有限元模型 |
| 2.5 有限元模型初始动力特性分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 池州长江公路大桥静动载试验与模态参数识别 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 池州长江公路大桥结构初始状态测量 |
| 3.2.1 桥面高程线形测量 |
| 3.2.2 恒载索力测定 |
| 3.3 池州长江公路大桥现场静载试验 |
| 3.4 池州长江公路大桥环境振动试验 |
| 3.4.1 测点布置 |
| 3.4.2 现场试验介绍 |
| 3.5 模态参数识别 |
| 3.5.1 实测响应信号预处理 |
| 3.5.2 峰值法 |
| 3.5.3 频域分解法 |
| 3.5.4 随机子空间法 |
| 3.6 池州长江公路大桥实测基准动力特性 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 池州长江公路大桥基准有限元模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 池州长江公路大桥初始平衡构型的确定 |
| 4.3 几何非线性在ANSYS中的实现 |
| 4.4 有限元模型验证 |
| 4.4.1 有限元模型与静力试验结果比较 |
| 4.4.2 有限元模态分析与环境振动试验结果的比较 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 本文主要工作及结论 |
| 5.2 进一步工作与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（2）基于模型静动力测试的悬索桥损伤诊断模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 桥梁结构健康监测研究现状 |
| 1.3 结构损伤识别研究现状 |
| 1.3.1 基于结构静力参数的损伤识别 |
| 1.3.2 基于结构动力参数的损伤识别 |
| 1.3.3 基于新兴智能算法的损伤识别 |
| 1.3.4 基于模型修正的损伤识别 |
| 1.4 课题研究的目的和意义 |
| 1.5 论文主要研究内容与技术路线 |
| 2 试验模型设计制作与安装 |
| 2.1 悬索桥简介 |
| 2.2 桥梁结构试验模型研究现状 |
| 2.3 试验模型设计 |
| 2.3.1 模型相似分析 |
| 2.3.2 模型整体与局部设计 |
| 2.4 试验模型加工安装 |
| 2.4.1 模型制作 |
| 2.4.2 模型安装 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 试验模型的静动力加载测试分析 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 试验模型静动力测试系统设计 |
| 3.2.1 主要试验内容 |
| 3.2.2 测试系统数据采集流程介绍 |
| 3.2.3 传感器的选择 |
| 3.2.4 试验模型中重要构件的编号 |
| 3.3 试验模型静动载测试下无损与损伤分析 |
| 3.3.1 试验工况 |
| 3.3.2 主梁各控制截面挠度值测试 |
| 3.3.3 吊索拉力值测试 |
| 3.3.4 主梁应变测试 |
| 3.3.5 固有频率测试 |
| 3.3.6 试验模型静动力加载有无损分析总结 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 悬索桥试验模型数值分析 |
| 4.1 有限元模型的建立小 |
| 4.1.1 单元的性质与选择 |
| 4.1.2 空间有限元模型建立 |
| 4.2 有限元模型修正 |
| 4.3 有限元模型的试算分析 |
| 4.3.1 主梁挠度计算值 |
| 4.3.2 吊索拉力计算值 |
| 4.3.3 主梁应变计算值 |
| 4.3.4 固有频率计算值 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 WVD交叉项损伤识别方法阐述与有限元梁结构损伤试验验证 |
| 5.1 时频分析方法概述 |
| 5.1.1 线性时频分析 |
| 5.1.2 双线性时频分析 |
| 5.2 WVD交叉项的产生与提取 |
| 5.2.1 交叉项的产生 |
| 5.2.2 算例说明 |
| 5.2.3 交叉项的提取 |
| 5.3 WVD交叉项在有限元梁式结构模型损伤中的试验验证 |
| 5.3.1 悬臂梁有限元模型在激励荷载下损伤识别试验 |
| 5.3.2 悬臂梁有限元模型在移动荷载下损伤识别试验 |
| 5.3.3 简支梁有限元模型在激励荷载下损伤识别试验 |
| 5.3.4 简支梁有限元模型在移动荷载下损伤识别试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 WVD交叉项在悬索桥有限元模型损伤识别中的应用 |
| 6.1 桥梁有限元模型模拟损伤类型 |
| 6.2 吊索损伤识别研究 |
| 6.2.1 试验工况设计 |
| 6.2.2 试验测试与分析 |
| 6.3 主梁损伤识别研究 |
| 6.3.1 试验工况设计 |
| 6.3.2 试验测试与分析 |
| 6.4 主缆损伤识别研究 |
| 6.4.1 试验工况设计 |
| 6.4.2 试验测试与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
（3）基于健康监测的斜拉桥结构在线安全评估方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 模态识别方法研究现状 |
| 1.2.1 环境激励下的模态识别 |
| 1.2.2 自动模态参数识别 |
| 1.3 有限元模型修正方法研究现状 |
| 1.3.1 基于灵敏度分析的模型修正方法 |
| 1.3.2 基于代理模型的模型修正方法 |
| 1.3.3 考虑不确定性的模型修正方法 |
| 1.4 基于健康监测的桥梁安全评估方法研究现状 |
| 1.4.1 基于可靠度理论的评估方法 |
| 1.4.2 基于综合权重的评估方法 |
| 1.4.3 基于智能算法的评估方法 |
| 1.5 存在的主要问题 |
| 1.6 主要研究内容 |
| 第二章 环境激励下的模态参数自动识别 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数据驱动的随机子空间识别 |
| 2.2.1 动力系统的状态空间模型 |
| 2.2.2 Hankel矩阵 |
| 2.2.3 Kalman滤波状态 |
| 2.2.4 矩阵投影计算 |
| 2.2.5 奇异值分解 |
| 2.2.6 系统矩阵与观测矩阵计算 |
| 2.2.7 模态参数计算 |
| 2.2.8 稳定图理论 |
| 2.3 基于聚类分析的模态参数自动识别方法 |
| 2.3.1 模态参数自动识别流程 |
| 2.3.2 虚假模态剔除 |
| 2.3.3 确定聚类初始点 |
| 2.3.4 模态聚类分析 |
| 2.3.5 模态参数自动选取 |
| 2.4 数值算例验证 |
| 2.4.1 算例简介 |
| 2.4.2 自由振动下的模态参数自动识别 |
| 2.4.3 强迫振动下的模态参数自动识别 |
| 2.5 灌河大桥模态参数自动识别 |
| 2.5.1 灌河大桥简介 |
| 2.5.2 模态参数自动识别 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 环境因素对斜拉桥模态频率的影响分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 灌河大桥长期监测结果分析 |
| 3.2.1 灌河大桥长期监测结果 |
| 3.2.2 环境因素间的相关性分析 |
| 3.2.3 模态频率与环境因素的相关性分析 |
| 3.2.4 模态频率与环境因素的方差分析 |
| 3.3 环境因素作用机理的理论分析 |
| 3.4 环境因素影响的量化分析 |
| 3.4.1 模态频率与环境因素的数学模型 |
| 3.4.2 多项式模型的残差分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于贝叶斯理论的自动模型修正方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 响应面分析方法 |
| 4.2.1 响应面模型 |
| 4.2.2 试验设计方法 |
| 4.2.3 局部灵敏度分析 |
| 4.2.4 响应面模型检验 |
| 4.3 基于贝叶斯理论的响应面修正方法 |
| 4.3.1 贝叶斯理论 |
| 4.3.2 基于贝叶斯理论的响应面修正算法 |
| 4.3.3 有限元模型修正流程 |
| 4.4 灌河大桥有限元模型 |
| 4.4.1 有限元模型参数设置 |
| 4.4.2 初始有限元模型动力分析 |
| 4.5 灌河大桥有限元模型修正 |
| 4.5.1 待修正参数与目标响应量选取 |
| 4.5.2 二阶响应面建模与检验 |
| 4.5.3 基于贝叶斯方法的模型修正 |
| 4.5.4 模型修正效果验证 |
| 4.5.5 灌河大桥自动模型修正 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 斜拉桥在线安全评估 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于模态频率的安全评估指标 |
| 5.2.1 频率与损伤关系 |
| 5.2.2 频率评价指标 |
| 5.3 基于车载应变的安全评估指标 |
| 5.3.1 实测应变的分解 |
| 5.3.2 应变评价指标 |
| 5.4 基于斜拉索索力的安全评估指标 |
| 5.4.1 拉索索力识别 |
| 5.4.2 索力分布与拉索损伤 |
| 5.4.3 拉索评价指标 |
| 5.5 基于多指标的综合安全评估 |
| 5.5.1 权重确定 |
| 5.5.2 评估结果 |
| 5.5.3 综合评估流程 |
| 5.6 灌河大桥在线安全评估 |
| 5.6.1 底层指标计算 |
| 5.6.2 综合安全评估 |
| 5.6.3 在线安全评估 |
| 5.6.4 安全评价结果对比 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 参考文献 |
| 索引目录 |
| 1.图索引 |
| 2.表索引 |
（4）桥梁结构损伤识别若干问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 结构有限元模型修正研究现状 |
| 1.2.1 模型修正方法 |
| 1.2.2 结构特征信息 |
| 1.2.3 优化算法 |
| 1.3 结构损伤识别的研究现状 |
| 1.3.1 基于桥梁结构动力响应的损伤识别 |
| 1.3.2 基于桥梁结构静力响应的损伤识别方法 |
| 1.3.3 子结构损伤识别方法 |
| 1.3.4 基于人工智能理论的损伤识别方法 |
| 1.3.5 损伤状态评估研究 |
| 1.4 桥梁结构模型修正和损伤识别的难点 |
| 1.5 目前研究存在的不足与技术路线 |
| 1.6 本文的研究内容 |
| 第二章 基于Kriging模型+群智能优化的结构有限元模型修正方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于遗传算法的Kriging模型修正方法 |
| 2.2.1 Kriging模型 |
| 2.2.2 拉丁超立方抽样 |
| 2.2.3 遗传算法的优化流程 |
| 2.2.4 基于遗传算法的Kriging模型修正方法 |
| 2.3 基于鸟群交配算法的Kriging模型修正方法 |
| 2.3.1 鸟群交配算法 |
| 2.3.2 基于BMO算法的Kriging模型修正方法流程 |
| 2.4 基于粒子群优化算法的模型修正 |
| 2.4.1 粒子群算法 |
| 2.4.2 粒子群算法的优化流程 |
| 2.4.3 基于PSO算法的Kriging模型修正方法流程 |
| 2.5 模型修正算例 |
| 2.5.1 桁架结构模型修正 |
| 2.5.2 斜拉桥结构模型修正 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于柔度矩阵的结构损伤定位研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于均匀荷载面曲率差的损伤识别方法 |
| 3.2.1 均匀荷载面曲率差 |
| 3.2.2 基于均匀荷载面曲率差的损伤识别流程 |
| 3.2.3 算例分析 |
| 3.3 基于损伤定位向量法的损伤识别研究 |
| 3.3.1 损伤定位向量法基本原理 |
| 3.3.2 计算损伤定位向量 |
| 3.3.3 基于有限传感器技术组建结构柔度矩阵 |
| 3.3.4 算例分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 桥梁结构损伤状态评估 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模糊理论 |
| 4.3 基于模糊隶属度函数的结构损伤状态评估 |
| 4.3.1 预应力混凝土梁桥损伤状态评估方法 |
| 4.3.2 预应力混凝土斜拉桥损伤状态评估方法 |
| 4.3.3 算例分析 |
| 4.4 基于ULSCD-FIS方法的结构损伤识别研究 |
| 4.4.1 模糊推理系统(Fuzzy Inference System) |
| 4.4.2 数值算例分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于计算机视觉技术的螺栓松动识别研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于计算机视觉技术的螺栓松动定位分析 |
| 5.2.1 图象特征点特征提取方法 |
| 5.2.2 特征点追踪方法 |
| 5.2.3 几何转换矩阵 |
| 5.2.4 螺栓松动识别流程 |
| 5.2.5 试验验证 |
| 5.3 基于计算机视觉技术的螺栓松动角度识别 |
| 5.3.1 图像预处理 |
| 5.3.2 特征点匹配 |
| 5.3.3 几何转换矩阵与螺栓松动角度计算 |
| 5.3.4 自动特征匹配定位损伤流程 |
| 5.3.5 试验验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 论文的主要工作 |
| 论文的主要创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（5）基于监测数据和多尺度有限元分析的桥梁性能评估（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 桥梁结构性能评估方法 |
| 1.2.2 多尺度有限元方法和温度效应分析 |
| 1.2.3 桥梁纵向约束刚度 |
| 1.2.4 桥梁结构的不确定性和多模型分析方法 |
| 1.2.5 当前研究中存在的不足 |
| 1.3 研究内容与创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第2章 长大跨桥梁温度荷载与结构响应监测数据的相关性分析 |
| 2.1 工程概况和结构健康监测系统 |
| 2.2 温度分布 |
| 2.2.1 空气温度和风速 |
| 2.2.2 温度数据前处理 |
| 2.2.3 截面横向温度分布 |
| 2.2.4 截面竖向温度分布与温度梯度 |
| 2.3 温度与纵向位移的相关性分析 |
| 2.3.1 纵向位移统计分析 |
| 2.3.2 由温度荷载引起的纵向位移分离 |
| 2.3.3 温度-纵向位移延时效应 |
| 2.3.4 考虑时间延迟效应的温度-纵向位移相关性分析 |
| 2.4 温度与纵向应变的相关性分析 |
| 2.4.1 桥梁温度应变计的测量原理 |
| 2.4.2 测量温度应变的验证 |
| 2.4.3 温度-纵向应变相关性分析 |
| 2.4.4 截面温度纵向应变分布 |
| 2.5 温度与索力的相关性分析 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 长大跨桥梁结构温度场分析 |
| 3.1 桥梁结构温度场理论 |
| 3.1.1 温度场基本假定 |
| 3.1.2 热传导理论 |
| 3.2 桥梁结构受日照影响的温度场边界条件 |
| 3.2.1 太阳辐射 |
| 3.2.2 热交换和综合换热系数 |
| 3.2.3 桥梁结构表面的绝对辐射气温求法 |
| 3.2.4 桥梁结构温度场边界条件和初始条件 |
| 3.3 苏通大桥温度场分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 基于多尺度有限元方法的长大跨桥梁结构温度应力分析 |
| 4.1 多尺度有限元分析方法和基本理论 |
| 4.1.1 多尺度有限元分析方法 |
| 4.1.2 子结构法基本理论 |
| 4.1.3 多尺度有限元分析在ANSYS中的实现 |
| 4.2 多尺度有限元方法算例验证 |
| 4.2.1 悬臂板算例 |
| 4.2.2 钢箱梁桥算例 |
| 4.2.3 多尺度方法的计算优势 |
| 4.3 苏通大桥基于多尺度有限元方法的温度效应分析 |
| 4.3.1 多尺度有限元模型的建立 |
| 4.3.2 多尺度有限元模型验证 |
| 4.3.3 温度位移结果分析 |
| 4.3.4 温度应力结果分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 桥梁纵向约束刚度识别方法 |
| 5.1 桥梁的纵向约束 |
| 5.1.1 不同类型桥梁的纵向约束 |
| 5.1.2 附加纵向约束 |
| 5.2 桥梁纵向约束刚度识别理论 |
| 5.2.1 主梁一端纵向约束一端纵向弹簧 |
| 5.2.2 主梁两端纵向弹簧 |
| 5.2.3 主梁两端纵向弹簧且存在轴向压力 |
| 5.3 纵向约束刚度识别理论有限元验证 |
| 5.4 江阴大桥伸缩缝纵向刚度识别与参数分析 |
| 5.4.1 伸缩缝纵向刚度识别 |
| 5.4.2 基于有限元模型的伸缩缝纵向刚度验证 |
| 5.4.3 伸缩缝刚度参数分析 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 基于马尔科夫链蒙特卡洛方法和响应面技术的多模型不确定性分析 |
| 6.1 基于MCMC方法和响应面技术的多模型理论 |
| 6.1.1 马尔科夫链蒙特卡洛方法 |
| 6.1.2 二阶响应面技术 |
| 6.1.3 桥梁结构多响应目标函数 |
| 6.1.4 基于MCMC方法和响应面技术的多模型分析流程 |
| 6.2 多模型方法有限元算例验证 |
| 6.2.1 模型概况 |
| 6.2.2 灵敏度分析 |
| 6.2.3 二阶响应面方法的验证 |
| 6.2.4 多模型方法验证 |
| 6.2.5 多模型方法的计算结果 |
| 6.3 兴隆大桥多模型分析 |
| 6.3.1 工程概况 |
| 6.3.2 现场测试与桥梁技术状况评定 |
| 6.3.3 有限元建模与模态识别 |
| 6.3.4 灵敏度分析 |
| 6.3.5 多模型方法的计算结果 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间的学术成果 |
（6）基于健康监测的斜拉桥结构在线模型修正和确认方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 桥梁模态参数识别研究现状 |
| 1.2.1 模态参数自动识别方法研究现状 |
| 1.2.2 非平稳状态模态参数辨识方法研究现状 |
| 1.2.3 模态频率在线识别方法研究现状 |
| 1.3 桥梁运营环境与模态参数不确定性量化与传递研究现状 |
| 1.4 桥梁结构模型修正及确认研究现状 |
| 1.4.1 基于代理模型的模型修正研究现状 |
| 1.4.2 基于区间模型的模型确认研究现状 |
| 1.5 存在的主要问题 |
| 1.6 本文主要研究内容及技术路线 |
| 1.6.1 主要研究内容 |
| 1.6.2 主要技术路线 |
| 第2章 基于随机子空间的斜拉桥运行模态参数自动识别 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 灌河大桥健康监测系统及基准模态参数识别 |
| 2.2.1 灌河大桥简介 |
| 2.2.2 灌河大桥健康监测系统 |
| 2.2.3 灌河大桥环境振动试验 |
| 2.3 基于协方差的随机子空间模态参数自动识别方法 |
| 2.3.1 系统随机状态空间模型 |
| 2.3.2 随机子空间模态识别理论 |
| 2.3.3 模态参数自动识别方法 |
| 2.4 灌河大桥模态参数自动识别 |
| 2.4.1 灌河大桥虚假模态剔除 |
| 2.4.2 灌河大桥模态参数自动识别 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 斜拉桥结构模态参数在线识别方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 频域和时频域瞬时频率识别方法 |
| 3.2.1 离散傅里叶变换 |
| 3.2.2 Hilbert变换 |
| 3.2.3 HHT瞬时频率识别 |
| 3.3 时域瞬时频率识别方法 |
| 3.3.1 最小二乘法原理 |
| 3.3.2 传统三参数法 |
| 3.3.3 传统四参数法 |
| 3.3.4 改进四参数方法 |
| 3.4 瞬时频率识别方法应用对比 |
| 3.4.1 线性时变单自由度结构在线识别 |
| 3.4.2 仿真梁在线识别 |
| 3.5 基于NEXT的改进四参数法在多自由度系统中在线识别方法 |
| 3.5.1 NExT法原理 |
| 3.5.2 基于NExT法在线频率识别理论 |
| 3.5.3 多自由度结构瞬时频率在线识别 |
| 3.6 灌河大桥瞬时频率识别 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 斜拉桥环境与模态参数不确定性量化与传递 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 环境温度对桥梁动力特性影响 |
| 4.2.1 灌河大桥温度场分布特点分析 |
| 4.2.2 温度对模态频率的影响机理 |
| 4.2.3 模态频率关于温度不确定性量化 |
| 4.3 车辆荷载对桥梁动力特性影响 |
| 4.3.1 灌河大桥车辆统计特征 |
| 4.3.2 车辆荷载对模态频率影响机理 |
| 4.3.3 车辆荷载与加速度RMS关系 |
| 4.3.4 模态频率关于车辆荷载不确定性量化 |
| 4.4 灌河大桥环境与模态参数不确定性量化与传递 |
| 4.4.1 环境因素解耦方法 |
| 4.4.2 灌河大桥频率特性统计 |
| 4.4.3 灌河大桥模态频率多因素回归分析 |
| 4.4.4 灌河大桥模态频率回归残差分析 |
| 4.4.5 灌河大桥正常运营情况下模态参数修正 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于区间响应面的斜拉桥结构在线模型修正和确认 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于灵敏度分析的区间响应面模型修正和确认理论 |
| 5.2.1 基于区间响应面模型区间均值修正流程 |
| 5.2.2 试验设计 |
| 5.2.3 响应面模型拟合精度检验 |
| 5.2.4 多目标寻优 |
| 5.2.5 基于灵敏度分析的区间半径修正 |
| 5.3 灌河大桥初始有限元模型及动力特性分析 |
| 5.3.1 灌河大桥有限元建模 |
| 5.3.2 灌河大桥初始有限元模型动力特性分析 |
| 5.4 基于区间响应面灌河大桥近似建模 |
| 5.4.1 灌河大桥待修正参数选择 |
| 5.4.2 区间响应面拟合及回归精度检验 |
| 5.5 灌河大桥参照有限元模型修正&确认 |
| 5.6 灌河大桥在线模型修正&确认 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 参考文献 |
（7）基于多元混合的大跨度斜拉桥安全预后方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 桥梁结构安全预后 |
| 1.2.1 安全预后的基本概念 |
| 1.2.2 安全预后的基本框架 |
| 1.3 桥梁结构预后方法研究进展 |
| 1.3.1 基于数据驱动的桥梁结构预后方法研究进展 |
| 1.3.2 基于有限元模型确认的桥梁结构预后研究进展 |
| 1.3.3 基于多元混合的结构预后研究进展 |
| 1.3.4 结构安全预后方法的相关研究进展 |
| 1.4 存在的问题和研究需求 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 1.5.1 研究目标 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.5.3 主要技术路线 |
| 第二章 大跨度斜拉桥荷载不确定性量化及分析 |
| 2.1 不确定性量化的主要方法 |
| 2.2 桥梁结构不确定性来源及量化方法 |
| 2.3 灌河大桥荷载不确定性量化 |
| 2.3.1 灌河大桥 |
| 2.3.2 灌河大桥环境温度模型的不确定性及其量化 |
| 2.3.3 灌河大桥车辆荷载不确定性分析及量化 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 基于Kriging响应面法的斜拉桥有限元模型修正及确认 |
| 3.1 基于Kriging响应面法的斜拉桥有限元模型修正及确认基本理论 |
| 3.1.1 有限元模型修正及确认的基本框架 |
| 3.1.2 基于Kriging响应面法的有限元模型修正 |
| 3.2 基于Kriging的灌河大桥有限元模型修正 |
| 3.2.1 灌河大桥现场测试试验 |
| 3.2.2 灌河大桥初始有限元模型 |
| 3.2.3 灌河大桥待修正参数的选择 |
| 3.2.4 灌河大桥模型修正试验设计 |
| 3.2.5 Kriging响应面模型与检验 |
| 3.2.6 灌河大桥有限元模型修正 |
| 3.3 基于Kriging响应面法的灌河大桥有限元模型确认 |
| 3.3.1 灌河大桥不确定性量化和传递分析 |
| 3.3.2 灌河大桥计算/试验相关性分析 |
| 3.3.3 灌河大桥有限元模型有效性评估 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于有限元模型确认的大跨度斜拉桥安全预后方法 |
| 4.1 基于灰色神经网络的未来车辆荷载模型预测方法 |
| 4.1.1 灰色神经网络 |
| 4.1.2 基于遗传算法优化的灰色神经网络方法 |
| 4.1.3 基于粒子群优化算法的灰色神经网络方法 |
| 4.1.4 基于灰色神经网络的未来车辆荷载模型预测 |
| 4.2 基于有限元模型确认的大跨度斜拉桥安全预后方法 |
| 4.2.1 基于有限元模型确认的大跨度斜拉桥可靠性分析 |
| 4.2.2 基于有限元模型确认的大跨度斜拉桥疲劳剩余使用寿命分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于数据驱动的大跨度斜拉桥安全预后方法 |
| 5.1 基于支持向量机的信息粒化方法的大跨度斜拉桥索力预后 |
| 5.1.1 支持向量机 |
| 5.1.2 基于支持向量机的信息粒化方法[88] |
| 5.1.3 基于支持向量机信息粒化方法的大跨度斜拉桥索力预后 |
| 5.2 基于高斯和粒子滤波器滤波的大跨度斜拉桥应变及跨中竖向位移预后 |
| 5.2.1 高斯和粒子滤波(Gaussian Sum Particle Filtering..GSPF_I |
| 5.2.2 基于高斯和粒子滤波方法的大跨度斜拉桥应变预后 |
| 5.2.2.1 基于高斯和粒子滤波方法的大跨度斜拉桥应变滤波 |
| 5.2.2.2 基于支持向量机信息粒化方法的灌河大桥应变预后 |
| 5.2.3 基于高斯和粒子滤波方法的灌河大桥GPS跨中竖向位移预后 |
| 5.2.3.1 基于高斯和粒子滤波方法的灌河大桥GPS跨中竖向位移滤波 |
| 5.2.3.2 基于支持向量机信息粒化方法的灌河大桥GPS竖向位移预后 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 基于多元混合的大跨度斜拉桥安全预后方法 |
| 6.1 基于多元混合的大跨度斜拉桥安全预后框架 |
| 6.2 基于多元混合的大跨度斜拉桥应变及跨中竖向位移预后 |
| 6.2.1 基于有限元模型的大跨度斜拉桥结构响应 |
| 6.2.2 基于多元混合的大跨度斜拉桥应变预后 |
| 6.2.2.1 基于高斯和粒子滤波方法的灌河大桥应变滤波 |
| 6.2.2.2 基于支持向量机信息粒化方法的灌河大桥应变预后 |
| 6.2.3 基于多元混合的大跨度斜拉桥跨中竖向位移预后 |
| 6.2.3.1 基于高斯和粒子滤波方法的灌河大桥跨中竖向位移滤波 |
| 6.2.3.2 基于支持向量机的信息粒化方法的灌河大桥跨中竖向位移预后 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 主要结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）基于监测数据的大跨桥梁地震易损性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状及存在的问题 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 1.3.1 主要研究内容及创新点 |
| 1.3.2 论文结构安排 |
| 第二章 桥梁地震易损性分析理论及方法 |
| 2.1 地震易损性分析方法 |
| 2.1.1 地震易损性曲线分类 |
| 2.1.2 结构概率地震需求易损性分析 |
| 2.2 桥梁结构损伤指标准则 |
| 2.2.1 桥塔的损伤指标准则 |
| 2.2.2 支座的损伤指标准则 |
| 2.3 地面运动的输入 |
| 2.3.1 地震波的选取 |
| 2.3.2 地震动参数的选取 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 南京夹江大桥测试分析及结构参数识别 |
| 3.1 南京夹江大桥概况 |
| 3.2 荷载试验 |
| 3.2.1 成桥空载索力测试 |
| 3.2.2 成桥静载试验工况 |
| 3.2.3 成桥静载试验数据分析 |
| 3.3 基于监测数据的结构参数识别 |
| 3.3.1 南京夹江大桥健康监测系统 |
| 3.3.2 基于环境振动数据的结构模态识别 |
| 3.3.3 基于拉索振动的索力识别 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 南京夹江大桥的有限元建模及模型修正 |
| 4.1 有限元模型建立 |
| 4.1.1 缆索系统与主梁 |
| 4.1.2 主塔与桥墩 |
| 4.1.3 弹塑性阻尼器 |
| 4.2 有限元模型修正 |
| 4.2.1 不确定参数的分析及选择 |
| 4.2.2 目标函数建立 |
| 4.2.3 模型修正结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 南京夹江大桥的易损性分析 |
| 5.1 地震波的输入 |
| 5.2 桥梁损伤指标和抗震能力的确定 |
| 5.2.1 桥塔的损伤指标及抗震能力 |
| 5.2.2 支座的损伤指标及抗震能力 |
| 5.3 南京夹江大桥地震需求分析 |
| 5.3.1 纵桥向地震分析 |
| 5.3.2 横桥向地震分析 |
| 5.4 南京夹江大桥地震易损性曲线 |
| 5.4.1 纵桥向地震易损性曲线 |
| 5.4.2 横桥向地震易损性曲线 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）基于模型确认的桥梁结构概率损伤识别方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 Abstract 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 桥梁结构损伤识别方法研究进展 |
| 1.2.1 确定性损伤识别方法研究进展 |
| 1.2.2 不确定性损伤识别方法研究进展 |
| 1.3 桥梁结构有限元模型确认研究进展 |
| 1.4 损伤识别领域存在的主要问题 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 论文技术路线 第二章 基于单元模态应变能的桥梁结构损伤识别 |
| 2.1 基于单元模态应变能的损伤指标 |
| 2.2 确定性损伤识别数值算例 |
| 2.2.1 数值模型 |
| 2.2.2 损伤识别结果 |
| 2.3 不确定性损伤识别数值算例 |
| 2.3.1 损伤工况的设定 |
| 2.3.2 损伤识别结果 |
| 2.4 本章小结 第三章 基于健康监测的大跨度斜拉桥不确定性量化模型 |
| 3.1 桥梁结构不确定性量化 |
| 3.1.1 桥梁结构不确定性来源 |
| 3.1.2 桥梁结构不确定性量化 |
| 3.2 大跨度斜拉桥健康监测系统 |
| 3.2.1 工程背景 |
| 3.2.2 灌河大桥健康监测系统 |
| 3.2.3 灌河大桥温度场监测 |
| 3.2.4 灌河大桥动态称重系统 |
| 3.3 基于健康监测的斜拉桥不确定性率统计特征 |
| 3.3.1 环境温度不确定性及其量化 |
| 3.3.2 车辆荷载不确定性及其量化 |
| 3.4 基于健康监测的结构响应概率统计特征 |
| 3.5 本章小结 第四章 基于PSO优化BP神经网络的大跨度斜拉桥有限元模型修正及确认 |
| 4.1 基于PSO优化的BP神经网络 |
| 4.1.1 BP神经网络 |
| 4.1.2 粒子群优化算法 |
| 4.1.3 基于PSO优化的BP神经网络模型修正流程 |
| 4.2 大跨度斜拉桥环境振动试验及初始有限元模型 |
| 4.2.1 灌河大桥环境振动试验及模态识别 |
| 4.2.2 灌河大桥主梁模态识别 |
| 4.2.3 灌河大桥初始有限元模型 |
| 4.3 基于PSO优化的BP神经网络有限元模型修正 |
| 4.3.1 修正目标响应选取 |
| 4.3.2 筛选待修正参数 |
| 4.3.3 试验设计 |
| 4.3.4 模型修正结果 |
| 4.3.5 模型修正验证 |
| 4.4 灌河大桥有限元模型确认研究 |
| 4.4.1 不确定量化和传递 |
| 4.4.2 计算/试验相关性分析 |
| 4.4.3 模型有效性评估 |
| 4.5 本章小结 第五章 基于模型确认的大跨度斜拉桥概率损伤识别方法研究 |
| 5.1 灌河大桥主梁确定性损伤识别研究 |
| 5.1.1 损伤指标的改进 |
| 5.1.2 损伤工况的设定 |
| 5.1.3 损伤识别结果 |
| 5.2 灌河大桥主梁概率损伤识别研究 |
| 5.2.1 灌河大桥主梁不确定性量化与传递 |
| 5.2.2 损伤工况的设定 |
| 5.2.3 损伤识别结果 |
| 5.3 基于BP神经网络的灌河大桥拉索随机损伤识别 |
| 5.4 本章小结 第六章 基于概率盒的大跨度斜拉桥损伤识别方法 |
| 6.1 区间理论和概率盒方法 |
| 6.1.1 区间理论 |
| 6.1.2 概率盒方法 |
| 6.2 基于概率盒理论的不确定性传递方法 |
| 6.3 基于概率盒的灌河大桥不确定性量化及传递分析 |
| 6.3.1 实测温度不确定性的概率边界 |
| 6.3.2 结构响应不确定性的概率边界 |
| 6.4 基于概率盒的灌河大桥不确定性损伤识别 |
| 6.4.1 考虑不确定性的结构整体参数概率盒 |
| 6.4.2 基于概率盒的损伤识别 |
| 6.5 本章小结 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 7.3 主要创新点 参考文献 致谢 作者简介 |
（10）基于环境振动试验的洞庭湖大桥主塔模型修正（论文提纲范文）
| 1 环境振动试验 |
| 1.1 工程概况 |
| 1.2 测点布置 |
| 1.3 环境振动测试 |
| 2 模态分析 |
| 2.1 空间有限元模型 |
| 2.2 模态参数识别 |
| 3 基于参数灵敏度分析的模型修正 |
| 4 有限元模型参数修正 |
| 5 结论 |
四、基于环境振动测试的润扬桥塔模型修正（论文参考文献）
- [1]基于静动载试验的池州长江公路大桥基准有限元模型研究[D]. 刘言言. 合肥工业大学, 2021(02)
- [2]基于模型静动力测试的悬索桥损伤诊断模拟研究[D]. 赵瑞. 大连海事大学, 2020(01)
- [3]基于健康监测的斜拉桥结构在线安全评估方法研究[D]. 廖聿宸. 东南大学, 2020(01)
- [4]桥梁结构损伤识别若干问题研究[D]. 吴杰. 华南理工大学, 2020(02)
- [5]基于监测数据和多尺度有限元分析的桥梁性能评估[D]. 朱峰岐. 东南大学, 2019(05)
- [6]基于健康监测的斜拉桥结构在线模型修正和确认方法研究[D]. 张坤. 东南大学, 2019(05)
- [7]基于多元混合的大跨度斜拉桥安全预后方法研究[D]. 郑沛娟. 东南大学, 2018(01)
- [8]基于监测数据的大跨桥梁地震易损性研究[D]. 吴佳佳. 东南大学, 2018(05)
- [9]基于模型确认的桥梁结构概率损伤识别方法研究[D]. 牛杰. 东南大学, 2018(05)
- [10]基于环境振动试验的洞庭湖大桥主塔模型修正[J]. 林鸣,颜东煌,张国刚. 中外公路, 2017(06)