大跨径PC梁桥挠度信号分离研究--《广州大学》2012年硕士论文
大跨径PC梁桥挠度信号分离研究
【摘要】：挠度作为桥梁在载荷及自重作用下发生的竖向位移，反映桥梁结构的整体特性，是桥梁健康状况评定中至关重要的参数。实时在线监测系统所获得的总挠度信号按照主成分划分，可看成是车辆荷载效应、日温差效应、年温差效应及预应力损失和混凝土收缩徐变等因素引起的长期挠度的叠加。准确得到桥梁挠度值中单项因素的量值贡献，才能为评估桥梁的工作性能和安全状况提供条件。
借用多尺度系统分析理论可以发现，桥梁挠度各组分具有时间多尺度特性：活载引起挠度是动态的；温度引起的挠度虽然是动态的，但它具有变化频率小的特点；混凝土徐变、收缩及预应力长期损失等引起的的长期挠度频率接近0。不同挠度成分统计特征的差异为桥梁挠度信号研究提供了这样一种可能性----从信号处理的角度出发寻求一种数学理论对属于离散时间序列的挠度信号进行分离，得到不同时间尺度的作用效应，即各单项因素对桥梁挠度的量值贡献。
桥梁挠度信号中的车辆荷载效应属于高频信号，可用常规的经典滤波算法进行分离；温度效应及长期挠度属于低频信号，且挠度组分之间频率过于接近，用滤波、小波***等工程领域常用信号处理方法难以实现分离。独立分量分析不仅可分离频率差异较小信号，在强噪声环境下提取微弱信号，且能在源信号分量的频率有所混叠的状况下得到较好的分离效果，但是其要求信号的接收通道数目必须不小于源信号数目；经验模态***方法无需设置先验信息，有良好的自适应性，在去噪和多尺度***有良好的应用，但是其***结果存在的端点效应不容忽视。本文利用两种算法优势互补，提出用EMD方法对一维挠度总信号进行通道扩展，构建ICA分离模型，然后对挠度信号中低频成分进行分离的技术思路。
本文阐述了引起桥梁挠度信号的各单项因素构成，采用有限元数值计算方法，对背景桥梁模型分别施加单项因素荷载，获得相应的挠度模拟信号，将各挠度组分的模拟信号叠加后进行分离试验，模拟信号分离结果与源信号的相关系数，最大达到0.983，最小为0.814，对背景桥梁实测挠度信号进行分离，最大达到0.926；最小为0.828。分离结果证明了分离模型的可行性与准确性。
【关键词】：
【学位授予单位】：广州大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：U446【目录】：
摘要6-7ABSTRACT7-9目录9-14第一章 绪论14-24 1.1 研究背景及意义14-19
1.1.1 大跨径 PC 梁桥特点与发展14-15
1.1.2 大跨 PC 梁桥结构挠度15-17
1.1.3 挠度问题研究现状17-19 1.2 桥梁挠度信号的分离研究19-23
1.2.1 挠度组分分析19
1.2.2 挠度组分的时间多尺度分析19-20
1.2.3 监测数据处理方法研究进展20-22
1.2.4 本文分离模型的主要方法22-23 1.3 本文主要研究内容23-24第二章 桥梁挠度分析计算24-41 2.1 背景桥梁简介24-28
2.1.1 工程概况24-25
2.1.2 Midas/civil 模型25-28 2.2 车辆荷载挠度28-30 2.3 温度荷载挠度30-35
2.3.1 温度荷载30-32
2.3.2 温度挠度32-35 2.4 混凝土收缩徐变挠度35-38
2.4.1 混凝土收缩徐变35-38
2.4.2 混凝土收缩徐变挠度38 2.5 预应力损失挠度38-40
2.5.1 预应力损失38-39
2.5.2 预应力损失挠度39-40 2.6 本章小结40-41第三章 信号分离的基本方法41-56 3.1 概述41-42 3.2 FIR 滤波42-43 3.3 经验模态***43-46
3.3.1 经验模态***定义43
3.3.2 经验模态***步骤及性质43-45
3.3.3 经验模态的正交性与完备性45-46 3.4 独立分量分析46-55
3.4.1 独立分量分析的定义47-53
3.4.2 FastICA 算法53-55 3.5 相关系数55 3.6 本章小结55-56第四章 桥梁挠度模拟信号分离56-65 4.1 车辆荷载效应分离56-58 4.2 基于 ICA 算法的低频挠度信号分离58-63
4.2.1 ICA 分离模型构建58-59
4.2.2 信号分离59-63 4.3 分离结果评价63-64 4.4 本章小结64-65第五章 桥梁实测挠度信号分离65-75 5.1 活载挠度测取65-68
5.1.1 工程概况65-66
5.1.2 测量装置与测量方法66-67
5.1.3 实测活载挠度数据67-68 5.2 温度效应及长期挠度实测数据收集68-70
5.2.1 温度挠度数据68-69
5.2.2 长期挠度数据69-70 5.3 实测数据处理70-71 5.4 信号分离及结果评价71-74 5.5 本章小结74-75第六章 结论与展望75-77 6.1 结论75 6.2 展望75-77参考文献77-81攻读硕士学位期间发表论文81-82致谢82
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京公网安备75号什么是梁的跨号，它是怎么分的_百度知道梁跨校核错误：提取的梁支座信息与梁属性框中“跨数量”不相等的提示，怎么处理？
【问题】：梁跨校核错误：提取的梁支座信息与梁属性框中“跨数量”不相等的提示，怎么处理？
该问题主要分为2种情况：
1)& 生成梁跨数＞属性中的标注的跨数；
图2.1 梁跨大于属性标注跨数
图纸标识错误：例如，本来此梁应该有11跨，但是原位标注错误（标注不是11跨），识别梁时就会得出此提示；
【处理方法】：调整CAD图纸，直接在软件中双击标注进行修改，将原位标注修改为正确跨数，再进行识别；确定识别正确，修改梁属性中的值，或重提梁跨即可；
对于同类型的梁（例如都为框架梁或者都为非框架梁）软件识别梁支座时，截面小的梁会以截面大的梁为支座，因此，如果图纸中两道同类型的梁截面尺寸相同、互为支座，则需要进行判断；
&O& 【处理方法】：可用“设置支座”功能，增加没有被识别的支座；
2)& 生成梁跨数＜属性中的标注的跨数；
弧形梁：设计图纸中常常会有弧形梁，软件识别时，会将弧形梁中的弧线段与直线段分开识别，就使得原本只有一跨的梁变成了多跨（如下图）；
图2.2 梁跨小于属性标注跨数
&O& 【处理方法】：合并弧线段与直线段后，重提梁跨；
b)& 未识别到支座：有些梁未被识别出来，同时又作为其他梁的支座，也能被校核出来；
图2.3梁支座识别不准
&O& 【处理方法】：将未被识别的梁重新点选识别，或者手动补画上，再重新校核；
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