桥梁结构健康监测分析与评价

第1章 结构健康监测概述1．1 结构健康监测系统及其发展1．2 健康监测系统的功能与目的1．3 结构健康监测的内容1．4 监测系统的组成与结构1．4．1 系统结构1．4．2 传感器系统1．4．3 数据采集与传输系统1．4．4 数据处理与控制系统1．4．5 结构健康诊断评价系统1．5 监测系统设计原则与方法1．5．1 系统设计原则1．5．2 系统设计方法1．6 监测系统实例：胶州湾大桥1．6．1 传感器布置1．6．2 系统总体功能框架参考文献第2章 结构监测信号分析2．1 信号采样与滤波2．1．1 信号采样2．1．2 信噪比与滤波2．2 信号的平稳性和各态历经性2．2．1 信号的平稳性2．2．2 信号的各态历经性2．3 傅里叶变换2．3．1 连续傅里叶变换2．3．2 离散傅里叶变换2．4 信号的功率谱估计2．4．1 功率谱的概念2．4．2 离散信号功率谱的计算2．5 非平稳信号2．6 小波变换2．6．1 小波变换的定义2．6．2 常用的小波函数2．7 Hilbert-Huang变换2．7．1 固有模态与瞬时频率2．7．2 经验模态分解法与HHT变换参考文献第3章 车辆荷载的监测分析3．1 车辆荷载的监测3．1．1 路面动态称重系统3．1．2 桥梁动态称重系统（B-WIM）3．2 汽车荷载与车型分类3．3 基于WIM监测的车辆统计分析3．3．1 车重的统计分析3．3．2 车间距的统计分析3．3．3 车重车速联合分布参考文献第4章 温度荷载的监测分析4．1 温度作用与监测4．1．1 温度作用4．1．2 温度监测4．2 基于监测的年温度分析4．2．1 基本气温4．2．2 气温分布与极值4．2．3 斜拉桥结构年温度与极值4．3 基于监测的日照温度分析4．3．1 日照温度场4．3．2 钢箱梁日照温度4．4 基于监测的钢箱梁截面温差分析4．4．1 温差的时空特征4．4．2 温差的分布与极值4．4．3 骤然降温参考文献第5章 风荷载的监测分析5．1 风的作用与监测5．1．1 风对桥梁的作用5．1．2 风的监测5．2 风速风向分析5．2．1 平均风与脉动风5．2．2 风速风向分布5．3 基于监测的台风脉动特性分析5．3．1 湍流度5．3．2 阵风系数5．3．3 湍流积分尺度5．3．4 功率谱密度参考文献第6章 混凝土结构耐久性监测6．1 腐蚀原理6．2 耐久性监测技术6．2．1 半电池电位法6．2．2 线性极化法6．2．3 腐蚀评价准则6．3 耐久性监测应用概况与实例6．3．1 应用概况6．3．2 跨海桥梁应用实例6．4 梯形阳极系统的试验研究6．4．1 试验研究概况与目的6．4．2 试验方案设计6．4．3 试验结果与分析参考文献第7章 动态特性及其变异性分析7．1 概述7．2 运营条件下动态特性的变异性7．2．1 温度的影响7．2．2 风与车辆的影响7．3 斜拉桥的模态特征分析7．3．1 斜拉桥模态的基本特征7．3．2 斜拉索的局部振动与影响7．3．3 梁／塔与斜拉索的耦合作用7．4 悬索桥的模态特征参考文献第8章 索力的监测分析与评价8．1 索力的监测8．1．1 振动法8．1．2 磁通量法8．1．3 压力法8．2 运营索力的影响因素分析8．2．1 运营索力的基本特征8．2．2 运营索力的随机干扰特性8．3 基于监测的索力与温度关系分析8．3．1 全年索力与温度的关系8．3．2 单日索力与温度的关系8．4 整体索力评价方法概述8．4．1 灰色关联分析8．4．2 变权综合原理8．4．3 灰色关联与变权综合法的应用8．4．4 其他方法8．4．5 索力评价分析实例8．5 基于统计分析的索力评价8．5．1 索力分布特性8．5．2 标准索力及其分布特性8．5．3 标准索力个别值抽样检验8．5．4 标准索力分布检验与评价参考文献第9章 应变与变形的监测分析与评价9．1 应变与变形监测9．1．1 应变监测9．1．2 变形监测9．2 基于监测的应变与温度关系分析9．2．1 监测应变的基本特征9．2．2 全年应变与温度的关系9．2．3 日照温度对监测应变的影响9．2．4 标准应变及其分布特性9．3 基于应变监测的荷载识别9．3．1 结构概况与模型9．3．2 基于应变的模型修正9．3．3 施工阶段的荷载识别9．4 应变／应力监测在疲劳评估中的应用参考文献第10章 面向监测与评价的桥梁动态响应模拟10．1 概述10．2 动力分析的数值方法简介10．2．1 动力学数值方法概述10．2．2 几种常用的直接积分法10．3 车桥耦合分析方法10．3．1 车辆模型10．3．2 桥面不平度10．3．3 车桥耦合方程及求解方法10．4 拱桥吊杆体系的车桥耦合响应分析10．4．1 吊杆体系的破坏特征10．4．2 车桥耦合振动模型及校正10．4．3 吊杆的冲击效应分析10．4．4 吊杆的弯曲效应分析10．4．5 匀变速车辆下吊杆动态应力10．4．6 等刚度设计下动态响应分析10．5 斜拉桥的车桥耦合响应分析10．5．1 车桥模型与分析方法10．5．2 基于车辆监测的车队模型10．5．3 车队作用下的动态响应10．6 年温度影响下的随机索力分析10．6．1 模拟方法10．6．2 结构的年温度模型10．6．3 年温度影响下的索力模拟参考文献第11章 结构识别方法11．1 概述11．2 模型修正法11．2．1 模型修正的基本原理11．2．2 模型修正方法11．2．3 实例：基于实测频率的斜拉桥模型修正11．3 动力指纹法11．3．1 基于固有频率的方法11．3．2 模态曲率法11．3．3 模态柔度法11．4 神经网络法11．4．1 神经网络的基本概念11．4．2 异常状态预警11．4．3 损伤工况识别11．4．4 损伤构件与程度识别11．4．5 基于神经网络的模型修正11．5 数值模拟：斜拉桥的损伤识别11．5．1 分析模型与损伤工况11．5．2 基于频率的损伤预警11．5．3 基于模态曲率的损伤识别11．5．4 基于模态柔度的损伤识别11．5．5 基于索力的损伤识别11．5．6 三个指标的比较11．5．7 基于神经网络的损伤工况识别11．5．8 基于神经网络的损伤构件识别参考文献第12章 面向健康诊断的模型试验研究12．1 模型设计与制作12．1．1 模型的设计12．1．2 模型的制作12．2 有限元模型误差分析12．2．1 面向健康诊断的有限元模型12．2．2 有限元模型的建立12．2．3 有限元模型误差分析12．3 损伤状态下静动态响应特性分析12．3．1 损伤工况12．3．2 加劲梁损伤12．3．3 主缆损伤12．3．4 吊索损伤12．4 基于神经网络的损伤识别12．4．1 数值模拟：训练样本的生成12．4．2 试验模拟：测试样本的生成12．4．3 损伤识别结果参考文献