[硕士]基于GPS的悬索桥结构健康监测

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内容简介

　　[硕士]基于GPS的悬索桥结构健康监测　　学科专业：结构工程　　授予学位： 硕士 　　学位授予单位：大连理工大学　　学位年度：2007　　 20世纪桥梁工程领域的成就不仅体现在预应力技术的发展和大跨度索支承桥梁的建造以及对超大跨度桥梁的探索，而且反映了人们对桥梁结构实施智能控制和智能监测的设想与努力。近20年来桥梁抗风、抗震领域的研究成果以及新材料新工艺的开发推动了大跨度桥梁的发展:同时，随着人们对大型重要桥梁安全性、耐久性与正常使用功能的日渐关注，对重要的大型桥梁进行结构安全性、整体性、耐久性的监测以确保其安全正常运营己经成为一个倍受关注的重要课题，桥梁健康监测的研究与监测系统的开发应运而生。桥梁健康监测，即通过对桥梁结构状态的监测与评估，为大桥在特殊气候，特殊交通条件下或运营状况严重异常时触发预等信号，分析评估桥梁使用寿命，并为桥梁的养护、维修与管理决策，验证桥梁设计理论，改进桥梁设计方法和相应的规范标准提供科学的依据。　　 传统的桥梁结构健康监测，主要是以布设传统的传感器元件为主，如:加速度传感器、电阻应变片和温度传感器等。近年来，随着全球定位系统(GPS)接收机技术和软件处理技术尤其是GPS卫星信号解算精度的提高，可以实现实时、高动态、高精度位移测量，其静态测量精度可以达到亚毫米级，实时动态测量精度也可达亚厘米级，采样率最高可以达到20Hz，为大型结构物实时安全性监测提供了条件。　　 本文首先用GPS对大连北大桥进行实时动态监测，然后采用Mat}ab信号处理工具箱设计了一个9阶巴特沃斯Butterworth带通滤波器，对结构的振动时程曲线进行了滤波，将过滤后的信号按FFT(快速傅立叶变换)法进行频谱分析，便可得到桥梁结构的自振频率，并与Ansys有限元模态分析数值解进行对比，最后将监测桥梁自振频率的GPS传感器法与传统的加速度计传感器法进行对比。

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