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桥梁结构的健康监测 被引量:216
1
作者 秦权 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期37-42,共6页
讨论了工程结构 (特别是大跨桥 )健康监测系统的背景、特点、核心技术、所涉及的多学科研究进展及发展前景 ,指出其主要目的是监测累积损伤。桥梁的自动交通管理设施和验收试验为桥梁健康监测系统打下了基础。世界上许多新建的大跨桥都... 讨论了工程结构 (特别是大跨桥 )健康监测系统的背景、特点、核心技术、所涉及的多学科研究进展及发展前景 ,指出其主要目的是监测累积损伤。桥梁的自动交通管理设施和验收试验为桥梁健康监测系统打下了基础。世界上许多新建的大跨桥都安装有监测系统。目前的健康监测系统尚不具备损伤识别能力 ,而真正的健康监测系统必须具备自动识别损伤的能力。自动识别损伤是结构健康监测系统的核心技术之一 ,也是当代国际的研究热点。结构健康监测系统涉及许多不同的研究领域 (如结构、计算机、通讯等 ) ,需要解决多方面的问题 (如寻找传感器最优测点、先进的模态识别方法、先进的系统识别方法、误差分析等 )。 展开更多
关键词 模态识别 系统识别 损伤识别 桥梁 健康监测
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结构破损定位的单元模态应变能变化率法 被引量:124
2
作者 史治宇 罗绍湘 张令弥 《振动工程学报》 EI CSCD 1998年第3期356-360,共5页
提出了结构单元模态应变能的概念,并导出了基于单元模态应变能变化率的结构破损位置的诊断方法。该方法仅以结构破损前后的模态振型和单元刚度矩阵为输入信息。算例的数值结果表明,该方法简便、有效。
关键词 结构振动 模态分析 故障诊断 模态应变能 破损
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结构损伤探测的基本方法和研究进展 被引量:131
3
作者 马宏伟 杨桂通 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 1999年第4期513-527,共15页
对目前关于结构的损伤探测的基本方法和最新的研究进展进行了回顾主要介绍利用结构的振动响应和系统动态特性参数进行结构损伤探测的方法和研究进展,并进行了相应的评述.对利用应力波效应和神经网络技术的损伤探测方法也做了简要的介... 对目前关于结构的损伤探测的基本方法和最新的研究进展进行了回顾主要介绍利用结构的振动响应和系统动态特性参数进行结构损伤探测的方法和研究进展,并进行了相应的评述.对利用应力波效应和神经网络技术的损伤探测方法也做了简要的介绍和评述.最后对这一研究领域未来的若干研究方向进行了展望. 展开更多
关键词 损伤探测 振动 应力波 神经网络 结构损伤
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基于静态应变及位移测量的结构损伤识别法 被引量:87
4
作者 崔飞 袁万城 史家钧 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期5-8,共4页
针对桥梁健康监测中结构参数识别所需的精度以及算法稳定性 ,探讨了基于静态应变及位移测量的结构刚度参数评估技术 .由于量测信息的有限以及测量噪声的干扰 ,算法所建立的方程往往是一个病态的非线性方程 .通过梯度法与Gauss-Newton法... 针对桥梁健康监测中结构参数识别所需的精度以及算法稳定性 ,探讨了基于静态应变及位移测量的结构刚度参数评估技术 .由于量测信息的有限以及测量噪声的干扰 ,算法所建立的方程往往是一个病态的非线性方程 .通过梯度法与Gauss-Newton法以及Monte -Carlo法的综合运用可有效解决这一问题 .数值模拟实验的结果表明 :只要测点布置合理、加载工况足够 ,基于结构静态响应的参数识别效果相当理想 . 展开更多
关键词 桥梁检测 损伤识别 静态应变 位移测量
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结构损伤动力检测与健康监测研究现状与展望 被引量:171
5
作者 朱宏平 余璟 张俊兵 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期1-11,17,共12页
基于动力特性的结构损伤检测方法在过去几十年中得到了迅猛发展。该技术的核心思想在于结构的振动特性(比如频率、振型、模态阻尼等)是结构物理参数(如质量、阻尼和刚度)的函数,结构损伤即意味着结构物理参数的改变,而物理参数的改变必... 基于动力特性的结构损伤检测方法在过去几十年中得到了迅猛发展。该技术的核心思想在于结构的振动特性(比如频率、振型、模态阻尼等)是结构物理参数(如质量、阻尼和刚度)的函数,结构损伤即意味着结构物理参数的改变,而物理参数的改变必然引起结构振动特性的改变。该文介绍了结构健康监测与损伤动力检测方法的涵义、应用现状和分类方法。对基于动力特性的结构损伤检测方法和识别算法做了重点介绍,分析了各种方法的优点和不足之处。最后对有待进一步研究的问题和结构损伤检测方法发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 健康监测 损伤检测 动力特性 振动 算法
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大数据背景下的桥梁结构健康监测研究现状与展望 被引量:150
6
作者 孙利民 尚志强 夏烨 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1-20,共20页
结构健康监测(SHM)技术在许多大型桥梁的运营养护管理中均有应用,但已有监测系统积累的海量数据并未被充分解读。为将大数据技术引入到桥梁SHM数据的处理分析中,首先总结大数据的概念和构成要素;然后分析SHM数据的工业大数据属性,梳理桥... 结构健康监测(SHM)技术在许多大型桥梁的运营养护管理中均有应用,但已有监测系统积累的海量数据并未被充分解读。为将大数据技术引入到桥梁SHM数据的处理分析中,首先总结大数据的概念和构成要素;然后分析SHM数据的工业大数据属性,梳理桥梁SHM大数据的研究方向;随后综述包括处理技术和分析方法在内的大数据技术在桥梁SHM中的应用现状,在由数据预处理、数据融合、特征工程、模式识别、可视化构成的大数据分析流程中提出SHM大数据研究的需求和应用场景;最后对大数据技术在桥梁SHM中的前景与驱动力进行展望和讨论。结果表明:SHM大数据研究应以结构状态评估为落脚点;大数据处理技术在SHM的系统框架搭建及数据分析能力扩展方面虽已得到较多应用,但其并非SHM大数据研究的重点;SHM数据融合对大数据分析方法有迫切需求,以实现桥梁SHM数据与外观检测等多源异构数据的多层面融合;深度学习、集成学习为结构状态敏感特征的提取提供了新的算法;有监督、无监督机器学习方法结合海量SHM数据将对结构状态评估下的模式识别问题形成更全面的认知;异常识别、相关分析、迁移学习等方法可为实桥SHM损伤识别提供支撑。研究结果可为SHM领域的大数据研究提供参考。 展开更多
关键词 桥梁工程 结构健康监测 综述 大数据 结构状态评估 损伤识别
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土木工程结构健康监测的研究状况与进展 被引量:68
7
作者 谢强 薛松涛 《中国科学基金》 CSCD 北大核心 2001年第5期285-288,共4页
介绍了土木工程结构健康监测的重要性及其概念设计,综述结构损伤检测的研究现状与进展,对于结构监测中的传感器优化布置问题作了介绍,最后对结构监测的几个重要问题作了展望。
关键词 健康监测 传感器 损伤检测 建筑物 土木工程结构 优化布置
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承弯结构的曲率模态分析 被引量:83
8
作者 李德葆 陆秋海 秦权 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期224-227,共4页
曲率模态常用于计算结构动强度设计中的应力状态。针对桥梁等承弯结构研究曲率模态与应变模态之间的关系 ,阐明了曲率模态分析的理论依据及其特性 ,如曲率模态的正交性和叠加性等 ;推导了有关公式并据以说明曲率模态试验方法和参数识别 ... 曲率模态常用于计算结构动强度设计中的应力状态。针对桥梁等承弯结构研究曲率模态与应变模态之间的关系 ,阐明了曲率模态分析的理论依据及其特性 ,如曲率模态的正交性和叠加性等 ;推导了有关公式并据以说明曲率模态试验方法和参数识别 ;探讨了曲率模态在动强度设计、结构损伤检测等方面的应用。由于曲率模态是结构的中性面的变形模态 ,它对结构的局部变化与应变有相同的敏感性 ,但其模态表达式将比应变模态简单 ,而应变与曲率之间有简单的关系 。 展开更多
关键词 桥梁 模态分析 曲率模态 损伤检测 承弯结构 应变模态 动强度设计 应力状态
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梁及桥梁应变模态与损伤测量的新方法 被引量:68
9
作者 邓焱 严普强 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第11期123-127,共5页
由于梁式结构的应变状况与其刚度有直接关系 ,因此对应变模态的测量可望用于桥梁损伤识别。梁的曲率模态和应变模态是直接关联的。通过对实桥标准简支梁损伤的数值仿真 ,揭示了曲率模态对桥梁损伤的敏感性。为便于检测损伤 ,还提出了一... 由于梁式结构的应变状况与其刚度有直接关系 ,因此对应变模态的测量可望用于桥梁损伤识别。梁的曲率模态和应变模态是直接关联的。通过对实桥标准简支梁损伤的数值仿真 ,揭示了曲率模态对桥梁损伤的敏感性。为便于检测损伤 ,还提出了一个新的损伤识别指标—应力变化陡峭度D,并推荐一种具有高灵敏度和高一致性的 展开更多
关键词 损伤检测 应变模态 桥梁 曲率模态
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用遗传算法选择悬索桥监测系统中传感器的最优布点 被引量:74
10
作者 李戈 秦权 董聪 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2000年第1期25-34,共10页
本文利用遗传算法搜索悬索桥结构健康监测系统中传感器的最优测点。以青马悬索桥为对象,研究其加劲梁和桥塔上传感器的最优布点。在讨论经典遗传算法的基本原理和优点,及在结构健康监测系统中,为探测累积损伤用的传感器最优布点之后... 本文利用遗传算法搜索悬索桥结构健康监测系统中传感器的最优测点。以青马悬索桥为对象,研究其加劲梁和桥塔上传感器的最优布点。在讨论经典遗传算法的基本原理和优点,及在结构健康监测系统中,为探测累积损伤用的传感器最优布点之后,本文讨论了广义遗传算法,并用一个算例比较了广义遗传算法和经典遗传算法,结果表明广义遗传算法比经典遗传算法有明显改进。最后,以香港青马桥为例讨论了用广义遗传算法求大跨度悬索桥最优测点,文中针对不同传感器及不同目的提出了三个适应度,它们分别由位移模态和曲率模态表示。并根据这三个适应度用广义遗传算法搜索了青马桥上传感器最优布点。结果表明,用广义遗传算法搜索悬索桥监测系统中传感器的最优布点结果稳定可靠,且收敛迅速。 展开更多
关键词 遗传算法 传感器 最优布点 监测系统 悬索桥
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一种改进的基于频率测量的结构损伤识别方法 被引量:72
11
作者 谢峻 韩大建 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期21-25,共5页
基于频率测量的结构损伤识别方法具有测试简便,精度较好的优点。在分析结构固有频率用于结构损伤识别的机理的基础上,对一种较好的基于频率的结构损伤识别方法进行了综合评述,并对针对其不足进行了改进。钢筋混凝土三跨连续梁的数值模... 基于频率测量的结构损伤识别方法具有测试简便,精度较好的优点。在分析结构固有频率用于结构损伤识别的机理的基础上,对一种较好的基于频率的结构损伤识别方法进行了综合评述,并对针对其不足进行了改进。钢筋混凝土三跨连续梁的数值模拟计算表明,中低损伤度的识别结果令人满意。经过改进的方法计算简单,综合识别能力较强,便于工程应用。 展开更多
关键词 土木建筑结构 健康监测 损伤识别 频率
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桥梁健康监测及诊断研究综述 被引量:49
12
作者 裴强 郭迅 张敏政 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2003年第2期61-67,共7页
本文分析了桥梁结构健康监测和诊断的必要性和紧迫性,对桥梁结构损伤探测的方法进行了详细的分类及论述。提出了桥梁健康监测和诊断的研究新领域———无线监测系统。最后指出了桥梁健康监测和诊断中存在的问题及发展趋势。
关键词 桥梁 无线监测系统 发展趋势 安全隐患 损伤探测
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结构损伤识别的柔度曲率法 被引量:52
13
作者 唐小兵 沈成武 陈定方 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 2001年第8期18-20,26,共4页
提出了结构损伤识别的柔度曲率法 ,该方法不需要原结构的模态参数 ,只需利用损伤结构柔度的曲率就可以识别结构的损伤位置。数值例子表明 。
关键词 损伤识别 柔度曲率法 模态参数 结构损伤 损伤位置 有限元模型
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结构健康监测中的损伤检测技术研究进展 被引量:63
14
作者 杨智春 于哲峰 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期215-223,共9页
对结构健康监测研究中的结构损伤检测方法及其特点进行了介绍。从基于结构模态分析的方法和基于结构动态试验信号处理的方法两方面,阐述了结构健康监测中的损伤检测方法及其最新研究进展。基于结构模态分析的结构损伤检测方法是针对整... 对结构健康监测研究中的结构损伤检测方法及其特点进行了介绍。从基于结构模态分析的方法和基于结构动态试验信号处理的方法两方面,阐述了结构健康监测中的损伤检测方法及其最新研究进展。基于结构模态分析的结构损伤检测方法是针对整个结构的检测,使用的模态都限于低阶模态范围内,所检测的结构应容易建立有限元模型,便于进行响应预测。基于结构动态试验信号处理的损伤检测方法通常是针对结构局部构件的损伤检测,不需要对结构进行有限元建模,而直接从测试的动态响应信号中提取表征结构损伤的特征参数。文中提出了对比性损伤检测方法和非对比性损伤检测方法的概念,并对结构损伤检测中常用的信息传感与处理技术进行了论述,指出了结构损伤检测研究中应该考虑的传感器布置问题。提出了将损伤信息的主动检测与被动检测相结合进行损伤程度判断和剩余寿命估计等问题是有待进一步深入研究的课题。 展开更多
关键词 损伤检测 健康监测 模态分析 动态测试 信号处理 结构力学
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由模态应变能法诊断结构破损的实验研究 被引量:36
15
作者 史治宇 吕令毅 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1999年第2期134-138,共5页
提出了基于单元模态应变能变化的结构破损诊断方法,该方法仅以结构破损前后的模态振型和单元刚度矩阵为诊断信息.实验研究表明,用有噪声影响的不完整测试模态振型数据时,此方法仍能得到较好的破损诊断结果,并且方法简便,便于实际... 提出了基于单元模态应变能变化的结构破损诊断方法,该方法仅以结构破损前后的模态振型和单元刚度矩阵为诊断信息.实验研究表明,用有噪声影响的不完整测试模态振型数据时,此方法仍能得到较好的破损诊断结果,并且方法简便,便于实际应用. 展开更多
关键词 模态分析 故障诊断 模态应变能 结构破损
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基于模态应变能诊断结构破损的修正方法 被引量:27
16
作者 史治宇 张令弥 吕令毅 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 2000年第3期84-87,共4页
针对单元模态应变能法诊断结构破损时由于模态截断引起的计算误差等问题 ,改进了求解系统特征向量导数的典型模态法 ,提出了仅用部分低阶模态来确定结构破损位置和大小的修正方法 。
关键词 结构振动 模态分析 故障诊断 工程力学
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小波分析在土木工程领域中的应用 被引量:51
17
作者 李宏男 孙鸿敏 《世界地震工程》 CSCD 2003年第2期16-22,共7页
简要介绍了一维小波分析的基本原理和分类,及其在土木工程领域的主要应用。重点论述了小波变换在结构损伤检测方面的应用。由小波分析的数据中提取人工神经网络的训练样本能够更好的反应结构缺损特征,故小波分析或以小波分析为基础的人... 简要介绍了一维小波分析的基本原理和分类,及其在土木工程领域的主要应用。重点论述了小波变换在结构损伤检测方面的应用。由小波分析的数据中提取人工神经网络的训练样本能够更好的反应结构缺损特征,故小波分析或以小波分析为基础的人工神经网络方法是结构损伤识别的一种很有前途的方法。 展开更多
关键词 小波分析 土木工程 结构损伤检测 人工神经网络 小波神经网络
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基于振动方法的汲水门大桥损伤检测研究 被引量:35
18
作者 高赞明 孙宗光 倪一清 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2001年第S1期117-124,共8页
基于高精度三维有限元模型以及模态灵敏度分析结果,对汲水门大桥损伤检测进行了数值模拟研究。该研究采用三阶段层次识别策略,首先确定损伤的发生,然后,确定损伤所在的区域,最后确定具体的损伤构件及损伤程度。所获得的汲水门大桥... 基于高精度三维有限元模型以及模态灵敏度分析结果,对汲水门大桥损伤检测进行了数值模拟研究。该研究采用三阶段层次识别策略,首先确定损伤的发生,然后,确定损伤所在的区域,最后确定具体的损伤构件及损伤程度。所获得的汲水门大桥损伤识别模拟研究结果表明了本文所采用的策略与方法的可行性与实用价值。 展开更多
关键词 新奇指标 神经网络 损伤检测 损伤定位
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桥梁损伤检测的曲率模态方法探讨 被引量:33
19
作者 禹丹江 陈淮 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 2002年第3期104-106,共3页
曲率模态是结构损伤识别的敏感标示量 ,采用数值仿真方法 ,把曲率模态用于桥梁损伤识别 ,在位移模态中引入噪声之前 ,曲率模态检测方法能准确判断出损伤的位置 ,此时 ,检测结果有很高的准确度和精度 ,可以检测出结构中出现的损伤 .引入... 曲率模态是结构损伤识别的敏感标示量 ,采用数值仿真方法 ,把曲率模态用于桥梁损伤识别 ,在位移模态中引入噪声之前 ,曲率模态检测方法能准确判断出损伤的位置 ,此时 ,检测结果有很高的准确度和精度 ,可以检测出结构中出现的损伤 .引入噪声后 ,当位移模态噪声小于 1%时 ,噪声的影响不太明显 ,仍可以把损伤位置检测出来 ,但当位移模态噪声大于 1%后 。 展开更多
关键词 桥梁损伤 检测 曲率模态 数值仿真
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基于静力测试数据的预应力混凝土连续梁结构损伤识别 被引量:37
20
作者 向天宇 赵人达 刘海波 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第11期79-82,共4页
预应力混凝土连续梁桥是中小跨度铁路、公路桥梁的主要桥型,对既有预应力混凝土连续梁桥进行损伤识别,可以有效地预防恶性交通事故的发生。将有限元模型修正技术应用到桥梁及结构工程的损伤识别在近几年得到了迅速的发展。静力测试是桥... 预应力混凝土连续梁桥是中小跨度铁路、公路桥梁的主要桥型,对既有预应力混凝土连续梁桥进行损伤识别,可以有效地预防恶性交通事故的发生。将有限元模型修正技术应用到桥梁及结构工程的损伤识别在近几年得到了迅速的发展。静力测试是桥梁工程中应用最为普遍的一种结构测试方法。本文根据静力测试结果,应用有限元模型修正技术,对一两跨预应力混凝土连续梁的结构损伤进行了识别。计算结果表明,经损伤识别后,结构的理论计算位移与试验测试结果吻合良好,经理论分析得到的损伤发展趋势正确地反映了由试验所得的预应力混凝土连续梁的结构行为。研究结果表明,本文的研究方法可以有效地用于实际工程结构的损伤识别,有着广阔的工程应用前景。 展开更多
关键词 损伤探测 预应力混凝土连续梁 静力测定
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