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长大桥梁建养关键技术丛书 桥梁结构健康监测与状态评估PDF电子书下载

交通运输

• 作 者：张宇峰，李贤琪编着
• 出 版 社：上海：上海科学技术出版社
• 出版年份：2018
• ISBN：9787547837849
• 页数：291 页

图书介绍：结构健康监测（Structural Health Monitoring，简称SHM）指利用现场的传感设备获取相关数据，通过对包括结构响应在内的结构系统特性分析，达到监测、检测结构损伤或退化的目的。健康监测从上世纪80年代开始逐步从机械、航空领域向土木领域拓展，目前是桥梁领域的主要研究与工程应用热点之一。本书为作者团队十余年来在桥梁结构健康监测与状态评估领域的研究与工程应用成果的总结（这些成果目前已获得了包括国家科技进步二等奖1项，江苏省科技进步一等奖3项等数十项奖项，并被应用于7座长江大桥在内的国内30余座大桥的健康监测系统的设计与实施中）。本书主要从：概论、结构健康监测中的传感技术、数据采集与传输技术、数据处理与控制技术、安全预警与状态评估技术等方面对健康监测在桥梁领域的研究与应用做系统阐述，其特点为大量的工程应用（系统的设计、实施、维护、损伤分析等）案例分析。通过大量图表，对专业人员比较容易理解，有助于快速建立桥梁健康监测的宏观概念大量的工程应用案例；对从业人员的工程实践指导意义强。 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：公路交通安全及附属工程施工作业指导书下一篇：柴油发动机电控系统检测与修复 《长大桥梁建养关键技术丛书 桥梁结构健康监测与状态评估》目录 标签：桥梁 编着 监测 丛书 长大

第1章 绪论1

1.1桥梁结构健康监测概念的提出1

1.2桥梁结构健康监测研究与应用现状7

1.3健康监测系统的设计与施工9

1.3.1健康监测系统设计9

1.3.2健康监测系统施工12

第2章 结构健康监测中的传感技术13

2.1传感技术概述13

2.1.1传感器的基本概念13

2.1.2常用传感器简介16

2.1.3传感器输出信号20

2.2桥梁用传感器选型、布设及优化21

2.2.1设计思想和评估需求21

2.2.2选型原则22

2.2.3优化布设23

2.2.4监测内容25

2.3传感器子系统的设计与施工27

2.3.1一般要求27

2.3.2环境荷载监测28

2.3.3桥梁结构响应监测42

第3章 结构健康监测中的数据采集与传输技术55

3.1数据采集与传输技术发展历程55

3.1.1数据采集技术发展历程55

3.1.2数据传输技术发展历程56

3.1.3桥梁健康监测系统采集与传输子系统构成56

3.2数据采集58

3.2.1基本概念58

3.2.2数据采集系统组成59

3.2.3数据采集系统分类60

3.2.4开发案例63

3.3数据传输网络67

3.3.1通信网络67

3.3.2通信协议70

3.4无线传输技术71

3.4.1无线通信技术72

3.4.2无线传输技术的难点与不足74

3.5数据采集与传输子系统设计与施工75

3.5.1子系统设计75

3.5.2子系统施工77

第4章 结构健康监测中的数据存储与处理技术83

4.1数据存储与处理技术概述83

4.1.1数据存储与处理技术的发展历程83

4.1.2桥梁结构健康监测中数据处理面临的问题84

4.2数据存储与处理子系统的构成84

4.2.1一般任务84

4.2.2数据管理85

4.2.3数据处理86

4.3数据预处理87

4.3.1监测系统故障诊断及数据异常处理常用方法87

4.3.2桥梁健康监测常见数据异常的分类92

4.3.3基于单传感器信号的数据异常处理方法92

4.3.4基于多传感器信号相关性分析的数据异常处理方法107

4.4数据二次预处理144

4.4.1风数据144

4.4.2温度数据145

4.4.3相对湿度数据146

4.4.4交通数据146

4.4.5地震数据147

4.4.6腐蚀数据147

4.4.7加速度数据147

4.4.8应变数据148

4.4.9整体变形数据149

4.4.10拉绳式位移传感器数据149

第5章 结构健康监测中损伤识别与状态评估技术151

5.1状态评估技术概述151

5.1.1损伤识别方法151

5.1.2结构状态评估157

5.2适用性评估——报警指标及阈值设定159

5.2.1报警阈值设定的一般原则与方法160

5.2.2风速162

5.2.3温度166

5.2.4湿度169

5.2.5腐蚀170

5.2.6车辆荷载172

5.2.7整体位移175

5.2.8梁端位移178

5.2.9倾斜180

5.2.10静应力181

5.2.11动应力183

5.2.12加速度（幅值报警）184

5.2.13索力185

5.3构件安全性评估187

5.3.1失效概率和安全指标188

5.3.2应用示例：江阴长江公路大桥钢箱梁的安全性评价189

5.4疲劳性能评估192

5.4.1应力谱192

5.4.2 S-N曲线193

5.4.3损伤累积法则194

5.4.4疲劳寿命评估步骤194

5.4.5应用示例：江阴长江公路大桥某一构造细部的疲劳评估195

5.5时效风险概率评估198

5.5.1时效风险概率状态评估方法199

5.5.2构件评级系统构建200

5.5.3一般评价方法203

5.6相关性分析评估204

5.7五度指标评估207

5.8标准场分析评估210

第6章 结构健康监测中的系统运营与维护213

6.1系统维护组织213

6.2系统运营与维护的外部工作条件215

6.3系统维护周期与一般要求215

6.4设备常见故障判断与修复219

6.4.1故障分类与设备常见故障判断219

6.4.2各类设备常见故障判断与修复220

第7章 工程应用案例223

7.1江阴长江公路大桥结构健康监测系统升级改造223

7.1.1桥况介绍223

7.1.2原监测系统介绍224

7.1.3系统升级改造介绍226

7.2苏通长江公路大桥结构健康监测系统研究与设计230

7.2.1桥况介绍230

7.2.2结构健康监测系统总体构成231

7.2.3传感器子系统232

7.2.4数据采集与传输子系统233

7.2.5数据处理与控制子系统235

7.2.6结构健康评估子系统236

7.3扬州S237省道三座桥梁简易型健康监测系统设计与实施237

7.3.1桥况介绍237

7.3.2系统构建总体考虑238

7.3.3依托项目背景239

7.3.4系统设计240

7.3.5系统实施242

7.3.6系统功能及新技术效果试验验证244

7.4基于健康监测的大跨悬索桥伸缩缝状态评定与维修处理246

7.4.1桥况介绍246

7.4.2基于健康监测实测数据的伸缩缝状态评估的一般方法247

7.4.3悬索桥伸缩缝状态评估248

7.4.4悬索桥和斜拉桥运动特性对比分析249

7.4.5伸缩缝处理措施250

7.5长大桥梁船舶撞击实时报警252

7.5.1桥况介绍252

7.5.2报警指标选取253

7.5.3实测数据验证255

7.6钢箱梁桥TMD阻尼器效果监测与分析257

7.6.1桥况介绍258

7.6.2 TMD工作原理及在崇启长江公路大桥上的布设258

7.6.3 TMD在崇启长江公路大桥中的应用260

附录1国内外安装桥梁结构健康监测系统的部分桥梁265

附录2部分桥梁健康监测系统中采用的传感器270

附录3桥梁健康监测项目工程质量评定方法及评定表格274

附3.1工程质量验收评定274

附3.2工程质量评分274

附3.3工程质量等级评定275

附3.4评定表格276

参考文献290

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摘要：本文以《长大桥梁建养关键技术丛书 桥梁结构健康监测与状态评估.pdf电子书版文档下载》为研究对象，详细阐述了桥梁结构健康监测与状态评估的关键技术，包括监测系统设计、数据采集与分析、状态评估方法以及应用实例。通过对该文档的深入分析，为桥梁建养提供理论指导和实践参考。

1、监测系统设计

桥梁结构健康监测系统是保障桥梁安全运行的重要手段。本文详细介绍了监测系统的设计原则、组成及功能。首先，监测系统应具备实时性、可靠性和可扩展性。其次，系统主要由传感器、数据采集器、传输网络和数据处理中心组成。传感器负责采集桥梁结构的关键参数，如应变、位移、振动等；数据采集器负责将传感器信号转换为数字信号；传输网络负责将数据传输至数据处理中心；数据处理中心负责对数据进行处理和分析。

在监测系统设计过程中，应充分考虑以下因素：一是监测点的布置，应根据桥梁结构的特点和受力情况合理设置监测点；二是传感器的选择，应选择具有高精度、高灵敏度和抗干扰能力强的传感器；三是数据采集频率，应根据监测目的和桥梁结构特点确定合适的采集频率。

此外，监测系统还应具备远程监控、报警和故障诊断等功能，以便及时发现和处理桥梁结构异常情况。

2、数据采集与分析

数据采集是桥梁结构健康监测的核心环节。本文详细介绍了数据采集的方法、流程和注意事项。数据采集方法主要包括现场采集和远程采集。现场采集是指通过人工或自动化设备对桥梁结构进行现场检测，获取实时数据；远程采集是指利用无线通信技术将传感器采集的数据传输至数据处理中心。

在数据采集过程中，应注意以下事项：一是保证数据采集的准确性，避免因传感器故障、信号干扰等因素导致数据失真；二是提高数据采集的效率，减少采集时间；三是确保数据采集的安全性，防止数据泄露。

数据采集完成后，需要对采集到的数据进行处理和分析。数据处理主要包括数据清洗、数据融合和数据挖掘等。数据清洗旨在去除噪声和异常值；数据融合是将多个传感器采集的数据进行整合，提高监测精度；数据挖掘则从数据中提取有价值的信息，为桥梁结构状态评估提供依据。

3、状态评估方法

桥梁结构状态评估是监测系统的重要功能。本文介绍了桥梁结构状态评估的方法，包括基于经验的方法、基于模型的方法和基于人工智能的方法。

基于经验的方法主要依靠工程师的经验和判断，对桥梁结构进行评估。这种方法简单易行，但评估结果受主观因素影响较大，准确性有限。

基于模型的方法通过建立桥梁结构模型，对桥梁结构进行模拟分析，评估其状态。这种方法具有较高的准确性，但需要建立精确的模型，且模型建立过程较为复杂。

基于人工智能的方法利用机器学习、深度学习等技术，对桥梁结构状态进行评估。这种方法具有自适应性强、泛化能力强等优点，但需要大量数据进行训练。

4、应用实例

本文以某实际桥梁工程为例，介绍了桥梁结构健康监测与状态评估的应用。该桥梁为预应力混凝土连续梁桥，全长500米。通过对桥梁进行监测，发现桥梁存在裂缝、变形等问题。根据监测数据，对桥梁结构进行状态评估，发现桥梁处于临界状态，存在安全隐患。针对评估结果，采取加固措施，确保桥梁安全运行。

该实例表明，桥梁结构健康监测与状态评估在桥梁建养中具有重要意义。通过监测和评估，可以及时发现桥梁结构问题，采取有效措施，保障桥梁安全运行。

总结：

本文详细阐述了《长大桥梁建养关键技术丛书 桥梁结构健康监测与状态评估.pdf电子书版文档下载》中的关键技术，包括监测系统设计、数据采集与分析、状态评估方法以及应用实例。通过对这些关键技术的深入研究，为桥梁建养提供了理论指导和实践参考。

本文的研究成果对于提高桥梁结构安全性和可靠性具有重要意义，有助于推动桥梁建养技术的发展。

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