桥梁结构健康监测分析与评价PDF电子书下载
交通运输
- 作 者：孙宗光，陈一飞着
- 出 版 社：北京：中国建筑工业出版社
- 出版年份：2017
- ISBN：9787112208630
- 页数：285 页
图书介绍：本书面向桥梁健康监测数据的分析应用，结合实际工程，对以下内容进行了阐述和介绍：1．结构长期监测的基本概念、系统构成和发展概况，相关信号处理分析方法；2. 车辆荷载、温度荷载、风荷载和腐蚀作用的监测技术和分析方法；3. 运营条件下桥梁结构动态特性与响应（应变/应力、索力等）的变异特性、变化规律；基于监测系统的桥梁运营状态响应的分析方法和基于统计分析的评价模型与检验方法； 4. 基于实际监测的车辆和温度荷载统计模型，面向大型桥梁健康监测与评价的车桥耦合动力分析和温度随机响应分析的数值模拟方法；5. 通过数值模拟和整桥模型试验等手段，进行大型桥梁结构的损伤识别与诊断的方法。 供从事结构健康监测与评价的科研人员、工程技术人员和相关专业的高校师生参考。 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：桥梁抢修工程结构与应用下一篇：汽车液压与气压传动 第3版 《桥梁结构健康监测分析与评价》目录 标签：桥梁 监测 评价 结构 分析
第1章 结构健康监测概述1
1.1 结构健康监测系统及其发展1
1.2 健康监测系统的功能与目的4
1.3 结构健康监测的内容5
1.4 监测系统的组成与结构7
1.4.1 系统结构7
1.4.2 传感器系统7
1.4.3 数据采集与传输系统8
1.4.4 数据处理与控制系统9
1.4.5 结构健康诊断评价系统9
1.5 监测系统设计原则与方法10
1.5.1 系统设计原则10
1.5.2 系统设计方法11
1.6 监测系统实例：胶州湾大桥12
1.6.1 传感器布置12
1.6.2 系统总体功能框架17
参考文献18
第2章 结构监测信号分析20
2.1 信号采样与滤波20
2.1.1 信号采样20
2.1.2 信噪比与滤波21
2.2 信号的平稳性和各态历经性22
2.2.1 信号的平稳性22
2.2.2 信号的各态历经性23
2.3 傅里叶变换24
2.3.1 连续傅里叶变换24
2.3.2 离散傅里叶变换25
2.4 信号的功率谱估计26
2.4.1 功率谱的概念26
2.4.2 离散信号功率谱的计算27
2.5 非平稳信号29
2.6 小波变换31
2.6.1 小波变换的定义31
2.6.2 常用的小波函数32
2.7 Hilbert-Huang变换35
2.7.1 固有模态与瞬时频率35
2.7.2 经验模态分解法与HHT变换36
参考文献40
第3章 车辆荷载的监测分析41
3.1 车辆荷载的监测41
3.1.1 路面动态称重系统41
3.1.2 桥梁动态称重系统（B-WIM）44
3.2 汽车荷载与车型分类47
3.3 基于WIM监测的车辆统计分析49
3.3.1 车重的统计分析49
3.3.2 车间距的统计分析52
3.3.3 车重车速联合分布52
参考文献54
第4章 温度荷载的监测分析57
4.1 温度作用与监测57
4.1.1 温度作用57
4.1.2 温度监测58
4.2 基于监测的年温度分析59
4.2.1 基本气温59
4.2.2 气温分布与极值60
4.2.3 斜拉桥结构年温度与极值63
4.3 基于监测的日照温度分析65
4.3.1 日照温度场65
4.3.2 钢箱梁日照温度67
4.4 基于监测的钢箱梁截面温差分析69
4.4.1 温差的时空特征69
4.4.2 温差的分布与极值70
4.4.3 骤然降温72
参考文献73
第5章 风荷载的监测分析74
5.1 风的作用与监测74
5.1.1 风对桥梁的作用74
5.1.2 风的监测76
5.2 风速风向分析77
5.2.1 平均风与脉动风77
5.2.2 风速风向分布79
5.3 基于监测的台风脉动特性分析81
5.3.1 湍流度81
5.3.2 阵风系数82
5.3.3 湍流积分尺度84
5.3.4 功率谱密度87
参考文献91
第6章 混凝土结构耐久性监测93
6.1 腐蚀原理93
6.2 耐久性监测技术94
6.2.1 半电池电位法94
6.2.2 线性极化法97
6.2.3 腐蚀评价准则98
6.3 耐久性监测应用概况与实例100
6.3.1 应用概况100
6.3.2 跨海桥梁应用实例100
6.4 梯形阳极系统的试验研究104
6.4.1 试验研究概况与目的104
6.4.2 试验方案设计105
6.4.3 试验结果与分析107
参考文献111
第7章 动态特性及其变异性分析112
7.1 概述112
7.2 运营条件下动态特性的变异性114
7.2.1 温度的影响114
7.2.2 风与车辆的影响118
7.3 斜拉桥的模态特征分析120
7.3.1 斜拉桥模态的基本特征120
7.3.2 斜拉索的局部振动与影响124
7.3.3 梁/塔与斜拉索的耦合作用126
7.4 悬索桥的模态特征128
参考文献130
第8章 索力的监测分析与评价131
8.1 索力的监测131
8.1.1 振动法131
8.1.2 磁通量法132
8.1.3 压力法134
8.2 运营索力的影响因素分析136
8.2.1 运营索力的基本特征136
8.2.2 运营索力的随机干扰特性139
8.3 基于监测的索力与温度关系分析142
8.3.1 全年索力与温度的关系142
8.3.2 单日索力与温度的关系144
8.4 整体索力评价方法概述145
8.4.1 灰色关联分析145
8.4.2 变权综合原理147
8.4.3 灰色关联与变权综合法的应用148
8.4.4 其他方法149
8.4.5 索力评价分析实例150
8.5 基于统计分析的索力评价153
8.5.1 索力分布特性153
8.5.2 标准索力及其分布特性154
8.5.3 标准索力个别值抽样检验155
8.5.4 标准索力分布检验与评价157
参考文献160
第9章 应变与变形的监测分析与评价162
9.1 应变与变形监测162
9.1.1 应变监测162
9.1.2 变形监测163
9.2 基于监测的应变与温度关系分析168
9.2.1 监测应变的基本特征168
9.2.2 全年应变与温度的关系170
9.2.3 日照温度对监测应变的影响171
9.2.4 标准应变及其分布特性173
9.3 基于应变监测的荷载识别174
9.3.1 结构概况与模型174
9.3.2 基于应变的模型修正175
9.3.3 施工阶段的荷载识别177
9.4 应变/应力监测在疲劳评估中的应用179
参考文献180
第10章 面向监测与评价的桥梁动态响应模拟183
10.1 概述183
10.2 动力分析的数值方法简介184
10.2.1 动力学数值方法概述184
10.2.2 几种常用的直接积分法184
10.3 车桥耦合分析方法189
10.3.1 车辆模型189
10.3.2 桥面不平度190
10.3.3 车桥耦合方程及求解方法191
10.4 拱桥吊杆体系的车桥耦合响应分析193
10.4.1 吊杆体系的破坏特征193
10.4.2 车桥耦合振动模型及校正194
10.4.3 吊杆的冲击效应分析195
10.4.4 吊杆的弯曲效应分析197
10.4.5 匀变速车辆下吊杆动态应力199
10.4.6 等刚度设计下动态响应分析200
10.5 斜拉桥的车桥耦合响应分析203
10.5.1 车桥模型与分析方法203
10.5.2 基于车辆监测的车队模型206
10.5.3 车队作用下的动态响应208
10.6 年温度影响下的随机索力分析210
10.6.1 模拟方法210
10.6.2 结构的年温度模型211
10.6.3 年温度影响下的索力模拟213
参考文献217
第11章 结构识别方法219
11.1 概述219
11.2 模型修正法220
11.2.1 模型修正的基本原理220
11.2.2 模型修正方法221
11.2.3 实例：基于实测频率的斜拉桥模型修正222
11.3 动力指纹法227
11.3.1 基于固有频率的方法227
11.3.2 模态曲率法231
11.3.3 模态柔度法232
11.4 神经网络法234
11.4.1 神经网络的基本概念234
11.4.2 异常状态预警236
11.4.3 损伤工况识别238
11.4.4 损伤构件与程度识别239
11.4.5 基于神经网络的模型修正240
11.5 数值模拟：斜拉桥的损伤识别240
11.5.1 分析模型与损伤工况241
11.5.2 基于频率的损伤预警242
11.5.3 基于模态曲率的损伤识别244
11.5.4 基于模态柔度的损伤识别246
11.5.5 基于索力的损伤识别252
11.5.6 三个指标的比较254
11.5.7 基于神经网络的损伤工况识别257
11.5.8 基于神经网络的损伤构件识别261
参考文献265
第12章 面向健康诊断的模型试验研究267
12.1 模型设计与制作267
12.1.1 模型的设计267
12.1.2 模型的制作269
12.2 有限元模型误差分析271
12.2.1 面向健康诊断的有限元模型271
12.2.2 有限元模型的建立272
12.2.3 有限元模型误差分析274
12.3 损伤状态下静动态响应特性分析277
12.3.1 损伤工况277
12.3.2 加劲梁损伤278
12.3.3 主缆损伤279
12.3.4 吊索损伤280
12.4 基于神经网络的损伤识别281
12.4.1 数值模拟：训练样本的生成281
12.4.2 试验模拟：测试样本的生成282
12.4.3 损伤识别结果283
参考文献284
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摘要：本文以“桥梁结构健康监测分析与评价.pdf电子书版文档下载”为中心，详细阐述了桥梁结构健康监测的重要性、监测方法、数据分析与评价以及未来发展趋势。通过对该文档的深入分析，为桥梁结构健康监测提供了有益的参考和指导。
1、桥梁结构健康监测的重要性
桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，其安全运行直接关系到人民群众的生命财产安全。然而，桥梁在长期使用过程中，由于各种自然和人为因素的影响，其结构性能会逐渐下降。因此，对桥梁结构进行健康监测，及时发现并处理潜在的安全隐患，对于保障桥梁安全运行具有重要意义。
首先，桥梁结构健康监测有助于预防事故发生。通过对桥梁结构进行实时监测，可以及时发现结构损伤、变形等问题，避免因忽视这些问题而导致的严重后果。其次，桥梁结构健康监测有助于延长桥梁使用寿命。通过对桥梁结构进行定期检查和维护，可以及时发现并修复损伤，延长桥梁的使用寿命。最后，桥梁结构健康监测有助于提高桥梁运行效率。通过对桥梁结构进行监测，可以优化桥梁运行方案，提高桥梁运行效率。
总之，桥梁结构健康监测对于保障桥梁安全运行、延长桥梁使用寿命、提高桥梁运行效率具有重要意义。
2、桥梁结构健康监测方法
桥梁结构健康监测方法主要包括现场检测、非接触检测和远程监测等。现场检测是指通过人工或机械设备对桥梁结构进行直接检测，如裂缝检测、变形测量等。非接触检测是指利用声波、电磁波等非接触手段对桥梁结构进行检测，如超声波检测、电磁检测等。远程监测是指通过传感器、无线通信等技术对桥梁结构进行远程监测，如光纤传感、无线传感等。
现场检测具有直观、准确的特点，但受限于人力和设备，检测效率较低。非接触检测具有非侵入性、实时性等优点，但检测精度受环境影响较大。远程监测具有实时性、自动化等优点，但需要依赖稳定的无线通信网络。
在实际应用中，应根据桥梁结构特点、监测需求和成本等因素，选择合适的监测方法。
3、桥梁结构数据分析与评价
桥梁结构健康监测数据包括结构响应、环境因素、监测设备状态等。对监测数据进行处理和分析，可以评估桥梁结构健康状况，为桥梁维护和管理提供依据。
数据分析方法主要包括时域分析、频域分析、小波分析等。时域分析主要用于分析结构响应随时间的变化规律；频域分析主要用于分析结构响应的频率成分；小波分析则结合了时域和频域分析的特点，可以更全面地分析结构响应。
评价方法主要包括结构损伤识别、结构性能评估、安全风险评价等。通过对比分析监测数据与结构设计参数、规范要求等，可以评估桥梁结构健康状况，为桥梁维护和管理提供依据。
4、桥梁结构健康监测发展趋势
随着物联网、大数据、人工智能等技术的发展，桥梁结构健康监测技术也在不断进步。未来桥梁结构健康监测发展趋势主要包括以下几个方面：
一是智能化监测。通过引入人工智能、大数据等技术，实现桥梁结构健康监测的智能化，提高监测效率和准确性。
二是集成化监测。将多种监测方法、传感器和数据处理技术进行集成，实现桥梁结构健康监测的全面性和系统性。
三是远程化监测。利用无线通信、卫星定位等技术，实现桥梁结构健康监测的远程化，降低监测成本。
总结：
桥梁结构健康监测对于保障桥梁安全运行、延长桥梁使用寿命、提高桥梁运行效率具有重要意义。通过对“桥梁结构健康监测分析与评价.pdf电子书版文档下载”的深入分析，本文详细阐述了桥梁结构健康监测的重要性、监测方法、数据分析与评价以及未来发展趋势。为桥梁结构健康监测提供了有益的参考和指导。
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