橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分成三個(gè)等級(jí)，即長(zhǎng)期在線自動(dòng)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、定期離線健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和定期養(yǎng)護(hù)健康檢測(cè)系統(tǒng)。長(zhǎng)期在線自動(dòng)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是最高等級(jí)的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)適合于在特大跨徑復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)和具有重大戰(zhàn)略意義的關(guān)鍵橋梁上使用。該等級(jí)的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有如下的特點(diǎn)：傳感器長(zhǎng)期布設(shè)在橋梁上，并通過(guò)相應(yīng)技術(shù)連接在一起，構(gòu)成傳感器子系統(tǒng)。各傳感器的數(shù)據(jù)采集通過(guò)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中心控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的下達(dá)采集指令，觸發(fā)傳感器的開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。采集的數(shù)據(jù)經(jīng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)直接自動(dòng)進(jìn)入健康監(jiān)測(cè)中央數(shù)據(jù)庫(kù)。橋梁管理部門(mén)和客戶(hù)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程訪問(wèn)中央數(shù)據(jù)庫(kù)并進(jìn)行健康診斷。

目前此類(lèi)系統(tǒng)，傳感器數(shù)據(jù)采集及中央數(shù)據(jù)庫(kù)等各子系統(tǒng)的連接還是通過(guò)數(shù)據(jù)線的連接。隨著無(wú)線傳感器技術(shù)的研制，無(wú)線健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有望實(shí)現(xiàn)。定期離線健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是長(zhǎng)期在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一種簡(jiǎn)化，最大的區(qū)別是定期離線健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和管理是離線的、人工的。與長(zhǎng)期在線自動(dòng)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)省掉了數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集設(shè)備和軟件，無(wú)需大量的數(shù)據(jù)線并避免了數(shù)據(jù)的長(zhǎng)距離傳輸帶來(lái)的數(shù)據(jù)精度的損失。該系統(tǒng)投資額度相對(duì)小，適合于一般重要的橋梁。而且，該系統(tǒng)在以后如果需要的話，可以直接升級(jí)為長(zhǎng)期在線自動(dòng)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

定期養(yǎng)護(hù)健康檢測(cè)系統(tǒng)適合于一般橋梁和對(duì)整個(gè)路線沿線的所有橋梁的健康監(jiān)測(cè)，該系統(tǒng)的功能和性質(zhì)接近于一般橋梁的養(yǎng)護(hù)管理，可以這樣描述：橋梁管理部門(mén)購(gòu)置相應(yīng)的橋梁檢測(cè)設(shè)備，包括傳感器及其相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集和處理軟件、橋梁健康診斷軟件。這些設(shè)備都存放于實(shí)驗(yàn)室，不長(zhǎng)期固定在橋梁上。橋梁管理部門(mén)定期的利用這些設(shè)備對(duì)所轄橋梁進(jìn)行健康檢測(cè)。該系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是可以監(jiān)測(cè)多個(gè)橋梁的健康狀況，同時(shí)設(shè)備容易維護(hù)、更換和更新。

20世紀(jì)90年代，亞洲一些國(guó)家如日本、韓國(guó)等開(kāi)始研究并在一些大型橋梁上安裝健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。目前的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和一些特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)通過(guò)布設(shè)在橋梁上的傳感器能夠測(cè)量并記錄橋梁的行為。

(2)重視對(duì)橋址處環(huán)境的監(jiān)測(cè)(溫度、風(fēng)、交通荷載等)。

(3)各系統(tǒng)都毫無(wú)例外的進(jìn)行了橋梁動(dòng)力加速度、速度的監(jiān)測(cè)。

(4)由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是通訊技術(shù)和現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，使得橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠獲取橋梁相對(duì)準(zhǔn)確的信息，并且可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的大容量、網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、自動(dòng)入庫(kù)。

橋梁健康監(jiān)測(cè)的基本內(nèi)涵即是通過(guò)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)狀況的監(jiān)控與評(píng)估，為橋梁在特殊氣候、交通條件下或橋梁運(yùn)營(yíng)狀況異常嚴(yán)重時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，為橋梁的維護(hù)維修和管理決策提供依據(jù)與指導(dǎo)。然而，橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)不僅是為了結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)控和評(píng)估，其信息反饋于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的更深遠(yuǎn)的意義在于，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法與相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等可能得到改進(jìn)。再有就是橋梁健康監(jiān)測(cè)帶來(lái)的不僅僅是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和對(duì)某特定橋梁設(shè)計(jì)的反思，還可能并應(yīng)該成為橋梁研究的“現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室”。橋梁健康監(jiān)測(cè)為橋梁工程中的未知問(wèn)題和超大跨度橋梁的研究提供了新的契機(jī)。由運(yùn)營(yíng)中的橋梁結(jié)構(gòu)與其環(huán)境所獲得的信息不僅是理論研究和實(shí)驗(yàn)室調(diào)查的補(bǔ)充，還可以提供有關(guān)結(jié)構(gòu)行為和環(huán)境規(guī)律的最真實(shí)是信息。因此，橋梁健康監(jiān)測(cè)不只是傳統(tǒng)橋梁檢測(cè)加結(jié)構(gòu)評(píng)估新技術(shù)，而且被賦予了結(jié)構(gòu)監(jiān)控與評(píng)估、設(shè)計(jì)驗(yàn)證和研究與發(fā)展三方面的意義。

近年來(lái)，通信網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)處理、人工智能等技術(shù)的不斷發(fā)展加速了橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)用化進(jìn)程。業(yè)界紛紛著手研究和開(kāi)發(fā)各種靈活、高效、廉價(jià)、并且不影響橋梁結(jié)構(gòu)正常使用的長(zhǎng)期實(shí)施監(jiān)測(cè)方法或技術(shù)。橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的部署和應(yīng)用不單單具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，還具有重要的研究?jī)r(jià)值，在推動(dòng)和發(fā)展智能化、數(shù)字化和信息化橋梁工程中起到了積極的作用。

作為交通系統(tǒng)的組成部分，橋梁在人類(lèi)文明的發(fā)展和演化中起到了重要作用。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展以及運(yùn)輸需求的不斷增長(zhǎng)，大型橋梁（如跨海大橋、大跨度橋梁等）越來(lái)越多的出現(xiàn)在人們的視野中，這些橋梁造價(jià)動(dòng)輒幾億甚至幾十億元，在交通、軍事和社會(huì)生活等方面有著重要的戰(zhàn)略意義。然而，橋梁在建造和使用過(guò)程中，由于受到環(huán)境、有害物質(zhì)的侵蝕，車(chē)輛、風(fēng)、地震、疲勞、人為因素等作用，以及材料自身性能的不斷退化，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)各部分在遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)年限前就產(chǎn)生不同程度的損傷和劣化。這些損傷如果不能及時(shí)得到檢測(cè)和維修輕則影響行車(chē)安全和縮短橋梁使用壽命，重則導(dǎo)致橋梁突然破壞和倒塌。據(jù)統(tǒng)計(jì)，如今在美國(guó)近60萬(wàn)座橋梁中性能不足和有功能缺陷的占28.6%。美國(guó)每年橋梁投資90%用于更新維修舊橋，只有10%用于新建橋梁。

我國(guó)現(xiàn)有公路橋5000余座，總長(zhǎng)130萬(wàn)公里，1/3以上的橋梁都存在結(jié)構(gòu)性缺陷、不同程度的損傷和功能性失效的隱患。近年來(lái)，我國(guó)陸續(xù)出現(xiàn)了多次重大橋梁事故。這些發(fā)生的事故與很多因素有關(guān)，但是缺乏有效的監(jiān)測(cè)措施和必要的維修、養(yǎng)護(hù)措施是重要的原因之一。這些觸目驚心的事故使得人們對(duì)現(xiàn)代橋梁的質(zhì)量和壽命也逐漸關(guān)注起來(lái)。對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和健康監(jiān)測(cè)，已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界、工程界研究的熱點(diǎn)。

傳統(tǒng)的橋梁檢測(cè)在很大程度上依賴(lài)于管理者和技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)，缺乏科學(xué)系統(tǒng)的方法，往往對(duì)橋梁特別是大型橋梁的狀況缺乏全面的把握和了解，信息得不到及時(shí)反饋。如果對(duì)橋梁的病害估計(jì)不足，就很可能失去養(yǎng)護(hù)的最佳時(shí)機(jī)，加快橋梁損壞的進(jìn)程，縮短橋梁的服務(wù)壽命。如果對(duì)橋梁的病害估計(jì)過(guò)高，便會(huì)造成不必要的資金浪費(fèi)，使得橋梁的承載能力不能充分發(fā)揮。

橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是實(shí)施橋梁健康監(jiān)測(cè)的第一步。目前關(guān)于橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)、原則還沒(méi)有統(tǒng)一的說(shuō)法。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外已經(jīng)安裝的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)，探討橋梁健康設(shè)計(jì)的一些原則。

從已經(jīng)安裝的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中可以看出，這些橋梁健康監(jiān)測(cè)的測(cè)點(diǎn)布置的數(shù)量、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有很大差異。這種差異一方面來(lái)自于橋梁結(jié)構(gòu)形式和所處地理環(huán)境的差異，另一方面來(lái)自于各健康監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)的目的和投資額度的不同。橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要遵循“因橋而異、因橋制宜、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)定可靠”的16字原則。

因橋而異、因橋制宜。不同地區(qū)、不同橋梁結(jié)構(gòu)形式的健康監(jiān)測(cè)的內(nèi)容是不一樣的。不同地區(qū)的氣候、地質(zhì)環(huán)境會(huì)有很大差別，橋梁健康監(jiān)測(cè)的一部分內(nèi)容就包括對(duì)橋址處環(huán)境的監(jiān)測(cè)，比如風(fēng)、地震、溫度等。

經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)定可靠。橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施費(fèi)用是昂貴的，因此，投資額是制約橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)規(guī)模和設(shè)備的重要因素。健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)作效益．成本分析，設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)定可靠的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

基于以上分析，建議在橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)遵循以下步驟：

(1)針對(duì)具體橋梁，確定監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的目的和功能。

(2)分析橋梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、環(huán)境狀況、運(yùn)營(yíng)情況，確定橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。

(3)建立橋梁有限元模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力分析，確定應(yīng)力相對(duì)不利的位置及動(dòng)力分析結(jié)果，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及測(cè)點(diǎn)優(yōu)化理論綜合確定測(cè)點(diǎn)布置方案。

(4)結(jié)合投資額度，廣泛調(diào)研現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，確定各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目傳感器的選型 。2100433B

作者郭健結(jié)合幾個(gè)大型橋梁健康監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)研發(fā)，過(guò)去對(duì)結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法開(kāi)展深入的研究工作中，閱讀了大量國(guó)外和國(guó)內(nèi)的相關(guān)文獻(xiàn)，包括從航天航空、機(jī)械等領(lǐng)域到土木工程領(lǐng)域的研究成果。經(jīng)過(guò)綜合分析后認(rèn)為：如果把橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)作一個(gè)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行損傷識(shí)別，那么最關(guān)鍵的是對(duì)系統(tǒng)測(cè)試數(shù)據(jù)中所包含系統(tǒng)參數(shù)信息的深度挖掘和認(rèn)識(shí)。因此，《大型橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及損傷識(shí)別理論》選取了小波分析作為工具，結(jié)合系統(tǒng)辨識(shí)、模式識(shí)別和人工智能等學(xué)科理論，提出了基于多尺度分析和信息融合的思想來(lái)實(shí)現(xiàn)損傷識(shí)別，并完成了一個(gè)完整的理論和試驗(yàn)研究。在研冤過(guò)程中，作為“數(shù)學(xué)顯微鏡”的小波分析以其深炯的哲學(xué)意義吸引了我，即：通過(guò)多個(gè)不同尺度的相互結(jié)合來(lái)觀察和分析事物的全貌和細(xì)節(jié)，能使我們更容易更清晰地觀察事物發(fā)展的規(guī)律，獲得更為完整的認(rèn)識(shí)。正如數(shù)學(xué)界所言“世界無(wú)處不小波”，小波分析在橋梁健康監(jiān)測(cè)和損傷識(shí)別領(lǐng)域的應(yīng)用還有很大的空間。

第1章橋梁健康監(jiān)測(cè)和結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別技術(shù)

1.1土木工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)的重要性

1.2結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)和損傷識(shí)別的發(fā)展

1.3國(guó)內(nèi)外對(duì)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的研究現(xiàn)狀

1.4大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)介紹

1.5結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的損傷識(shí)別方法

第2章基于小波分析的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)策略

2.1結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的關(guān)鍵性問(wèn)題

2.2多尺度分析理論

2.3小波分析理論

2.4面向?qū)崟r(shí)在線監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)策略

第3章結(jié)構(gòu)動(dòng)力系統(tǒng)的多尺度分析

3.1損傷識(shí)別的動(dòng)力系統(tǒng)模型分析

3.2單自由度模型的結(jié)構(gòu)動(dòng)力系統(tǒng)多尺度分析

3.3多自由度模型的結(jié)構(gòu)動(dòng)力系統(tǒng)多尺度分析

3.4結(jié)構(gòu)損傷的時(shí)變系統(tǒng)分析及其狀態(tài)空間模型

3.5結(jié)構(gòu)損傷多尺度分析的數(shù)值仿真研究

第4章實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中的結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警

4.1結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警的目的及重要性

4.2多尺度損傷預(yù)警的理論基礎(chǔ)和小波基的選取

4.3應(yīng)用小波分析對(duì)測(cè)試信號(hào)進(jìn)行去噪的方法

4.4基于小波變換的損傷預(yù)警研究

第5章?lián)p傷特征提取及模式分類(lèi)方法

5.1結(jié)構(gòu)損傷的模式識(shí)別問(wèn)題

5.2損傷信息的小波包特征提取方法

5.3基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的損傷模式分類(lèi)

第6章基于信息融合的損傷確認(rèn)、定位及定量

6.1結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別中的多傳感器信息融合

6.2損傷識(shí)別的耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合算法

6.3結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的模型實(shí)驗(yàn)

6.4損傷特征的提取和數(shù)據(jù)層融合

6.5結(jié)構(gòu)損傷的確認(rèn)、定位及定量

第7章未來(lái)的技術(shù)展望

參考文獻(xiàn)2100433B

第1章 緒論

1.1 橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的背景及意義

1.2 橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀

1.2.1 橋梁健康監(jiān)測(cè)的發(fā)展歷程

1.2.2 橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.3 橋梁結(jié)構(gòu)的安全性評(píng)價(jià)與壽命預(yù)測(cè)的發(fā)展

1.3.1 常規(guī)工程結(jié)構(gòu)耐久性、使用壽命預(yù)測(cè)研究現(xiàn)狀及分析

1.3.2 基于遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的使用壽命預(yù)測(cè)理論研究相關(guān)前期工作

參考文獻(xiàn)

第2章 橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力監(jiān)測(cè)原理

2.1 概述

2.2 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)力計(jì)算

2.2.1 單自由度系統(tǒng)

2.2.2 多自由度系統(tǒng)

2.2.3 橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力系統(tǒng)

2.3 結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別

2.3.1 單自由度系統(tǒng)傳遞函數(shù)、頻響函數(shù)及參數(shù)識(shí)別

2.3.2 多自由度系統(tǒng)傳遞函數(shù)和頻響函數(shù)

2.3.3 結(jié)構(gòu)模態(tài)模態(tài)參數(shù)辯識(shí)

2.4 結(jié)構(gòu)物理參數(shù)的識(shí)別

2.4.1 模態(tài)轉(zhuǎn)換理論的頻率識(shí)別法

2.4.2 動(dòng)力復(fù)合反演的時(shí)域識(shí)別法

2.5 橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)

2.5.1 橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性測(cè)試

2.5.2 橋梁健康監(jiān)測(cè)動(dòng)力學(xué)特征應(yīng)用

2.6 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第3章 橋梁健康實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

3.1 橋梁健康實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息采集系統(tǒng)研究及應(yīng)用

3.1.1 總體設(shè)計(jì)原則

3.1.2 橋梁健康實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)內(nèi)容的選擇

3.1.3 主要參數(shù)的監(jiān)測(cè)方法

3.2 橋梁健康監(jiān)測(cè)傳感器布設(shè)優(yōu)化方法

3.2.1 傳感器優(yōu)化布置原則

3.2.2 基于遺傳算法的傳感器優(yōu)化布設(shè)方法

3.3 典型橋梁安全遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)集群系統(tǒng)

3.3.1 馬桑溪長(zhǎng)江大橋健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

3.3.2 重慶高家花園大橋

3.4 基于線性與非線性橋梁監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)信息分析及應(yīng)用

3.4.1 橋梁健康監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)關(guān)聯(lián)特性

3.4.2 基于時(shí)延轉(zhuǎn)移熵與時(shí)延互信息的測(cè)點(diǎn)非線性關(guān)聯(lián)特性分析

3.4.3 基于線性相關(guān)性的橋梁監(jiān)測(cè)多傳感器測(cè)點(diǎn)間關(guān)聯(lián)分析

3.5 橋梁監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)相關(guān)性在結(jié)構(gòu)安全評(píng)估和預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

3.5.1 基于測(cè)點(diǎn)相關(guān)性的結(jié)構(gòu)安全可靠度評(píng)估

3.5.2 基于相關(guān)度的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別

3.6 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第4章 橋梁健康監(jiān)測(cè)信息的預(yù)處理

4.1 概述

4.2 海量數(shù)據(jù)處理

4.2.1 海量數(shù)據(jù)

4.2.2 海量數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

4.2.3 海量數(shù)據(jù)管理的需求

4.2.4 海量數(shù)據(jù)的處理方法

4.3 數(shù)據(jù)失真的處理

4.3.1 監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)失真的提出

4.3.2 數(shù)據(jù)失真的特點(diǎn)

4.3.3 數(shù)據(jù)失真的分類(lèi)與表現(xiàn)形式

4.4 數(shù)據(jù)失真的識(shí)別方法

4.4.1 單點(diǎn)數(shù)據(jù)失真的識(shí)別

4.4.2 連續(xù)數(shù)據(jù)失真判斷

4.5 數(shù)據(jù)失真的修復(fù)

4.5.1 趨勢(shì)曲線修復(fù)法

4.5.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)修復(fù)法

4.5.3 修復(fù)方法的優(yōu)缺點(diǎn)分析

4.6 數(shù)據(jù)換算處理

4.7 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第5章 基于混沌時(shí)間序列的結(jié)構(gòu)響應(yīng)信息非線性分析

5.1 混沌動(dòng)力學(xué)概述

5.1.1 混沌基本理論

5.1.2 混沌系統(tǒng)識(shí)別

5.2 時(shí)間序列

5.2.1 時(shí)間序列組成及分解

5.2.2 信號(hào)的奇異性檢測(cè)與消噪

5.2.3 時(shí)間序列的時(shí)頻特性分析

5.2.4 時(shí)間序列ARMA模型

5.3 混沌時(shí)間序列

5.3.1 基本理論

5.3.2 計(jì)算混沌特征參數(shù)

5.4 橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)響應(yīng)時(shí)間序列的混沌性分析

5.4.1 橋梁結(jié)構(gòu)的非線，陸

5.4.2 基于Melnikov方法的橋梁結(jié)構(gòu)混沌臨界分析

5.4.3 橋梁健康實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)時(shí)間序列

5.4.4 基于橋梁健康實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的混沌指標(biāo)分析研究

5.5 基于混沌時(shí)間序列的橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)估研究

5.5.1 基于混沌時(shí)間序列的橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)估及預(yù)測(cè)

5.5.2 混沌在橋梁監(jiān)測(cè)、評(píng)估與預(yù)測(cè)中應(yīng)用展望

5.6 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第6章 基于橋梁健康監(jiān)測(cè)信息的結(jié)構(gòu)抗力衰變特征分析

6.1 概述

6.2 結(jié)構(gòu)本構(gòu)關(guān)系理論

6.2.1 線彈性模型

6.2.2 非線彈性本構(gòu)模型

6.2.3 彈塑性本構(gòu)模型

6.3 影響橋梁抗力衰變的內(nèi)、外因素分析

6.3.1 不確定性影響因素

6.3.2 收縮、徐變及松弛

6.3.3 堿-集料反應(yīng)

6.3.4 混凝土、鋼筋強(qiáng)度的時(shí)變效應(yīng)

6.3.5 預(yù)應(yīng)力損失

6.3.6 混凝土的碳化

6.3.7 鋼筋的銹蝕

6.3.8 結(jié)構(gòu)裂縫

6.3.9 荷載效應(yīng)

6.4 結(jié)構(gòu)抗力衰變特征因子的分析

6.4.1 靜力特征因子

6.4.2 動(dòng)力特征因子

6.4.3 基于混沌非線性分析的信號(hào)特征因子

6.5 基于橋梁實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息的抗力特征因子分析及提取

6.5.1 基于橋梁健康監(jiān)測(cè)信息的結(jié)構(gòu)靜、動(dòng)力特征因子的提取

6.5.2 基于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)時(shí)間序列的混沌特征因子提取

6.6 基于橋梁實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息反演物理參數(shù)的結(jié)構(gòu)抗力分析研究

6.6.1 橋梁結(jié)構(gòu)物理識(shí)別法方法分析

6.6.2 基于結(jié)構(gòu)物理參數(shù)識(shí)別的結(jié)構(gòu)抗力演變分析

6.7 基于動(dòng)力特征因子的結(jié)構(gòu)抗力分析研究

6.7.1 單因子對(duì)結(jié)構(gòu)抗力的反映

6.7.2 多因子對(duì)結(jié)構(gòu)抗力的反映

6.7.3 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)抗力評(píng)估研究

6.8 基于混沌特征的橋梁結(jié)構(gòu)抗力狀態(tài)辨識(shí)研究

6.9 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第7章 橋梁營(yíng)運(yùn)期隨機(jī)荷載效應(yīng)及其演變分析

7.1 橋梁營(yíng)運(yùn)期荷載效應(yīng)特性分析

7.1.1 主梁撓度和應(yīng)變的主要影響因素分析

7.1.2 營(yíng)運(yùn)期橋梁荷載效應(yīng)特性演變分析

7.1.3 營(yíng)運(yùn)期橋梁荷載效應(yīng)特性指標(biāo)的構(gòu)建

7.2 活載效應(yīng)和劣化效應(yīng)信息的提取技術(shù)

7.2.1 結(jié)構(gòu)響應(yīng)監(jiān)測(cè)信息的時(shí)間多尺度特點(diǎn)

7.2.2 小波分析理論

7.2.3 多尺度分析及Mallat算法

7.2.4 活載效應(yīng)信息的提取

7.2.5 劣化效應(yīng)信息的提取

7.3 基于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息的橋梁結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)演變規(guī)律分析

7.3.1 馬桑溪長(zhǎng)江大橋健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

7.3.2 荷載效應(yīng)的提取及其演變規(guī)律分析

7.4 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第8章 橋梁營(yíng)運(yùn)期使用壽命評(píng)估及預(yù)測(cè)研究

8.1 在役橋梁剩余壽命概述

8.1.1 結(jié)構(gòu)壽命的定義

8.1.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)壽命預(yù)測(cè)的準(zhǔn)則

8.1.3 橋梁壽命評(píng)估及預(yù)測(cè)方法

8.2 大型在役橋梁結(jié)構(gòu)時(shí)變可靠度分析

8.2.1 可靠度理論

8.2.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的橋梁可靠度分析

8.2.3 GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在橋梁可靠度評(píng)估中的應(yīng)用

8.3 基于結(jié)構(gòu)物理參數(shù)和荷載效應(yīng)的時(shí)變可靠度結(jié)構(gòu)壽命評(píng)估及預(yù)測(cè)

8.3.1 基于橋梁健康監(jiān)測(cè)信息動(dòng)態(tài)調(diào)整的時(shí)變可靠度壽命評(píng)估預(yù)測(cè)

8.3.2 傳統(tǒng)橋梁結(jié)構(gòu)壽命預(yù)測(cè)模式分析

8.3.3 基于結(jié)構(gòu)物理參數(shù)和荷載效應(yīng)的時(shí)變可靠度結(jié)構(gòu)壽命評(píng)估

8.4 基于“一類(lèi)學(xué)習(xí)”模式識(shí)別的橋梁壽命預(yù)測(cè)分析

8.4.1 基于一類(lèi)SVM模式識(shí)別的橋梁壽命預(yù)測(cè)分析

8.4.2 基于信息幾何混沌SVM橋梁壽命預(yù)測(cè)模型修正

8.5 基于最優(yōu)停時(shí)理論的橋梁抗力及壽命演變研究

8.5.1 最優(yōu)停時(shí)理論

8.5.2 基于最優(yōu)停時(shí)理論的橋梁結(jié)構(gòu)壽命演變研究

8.6 小結(jié)

參考文獻(xiàn) 2100433B