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桥梁冲击振动测试与快速评估 理论、技术与工程应用PDF电子书下载

交通运输

• 作 者：张建，吴智深着
• 出 版 社：北京：中国建筑工业出版社
• 出版年份：2018
• ISBN：9787112226146
• 页数：381 页

图书介绍：本书从现有基础设施性能评估、自动化智能化检测、结构健康监测技术和方法等基本知识讲起，全面论述了桥梁冲击振动测试与快速评估的理论、技术和工程应用实例。在作者近十年的研究基础上，提出并开发了基于冲击振动的桥梁快速测试方法及一体化装置，详细介绍了基本模态理论、柔度识别等理论的推导，并给出了所开发系统在扬州北澄子河大桥和美国Pennsauken Creek 桥等工程中的实际应用，能够实现桥梁的“随到随测，随测随走，高频高效”，具有学术创新性与先进性。 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：洛栾高速公路嵩县至嵩县段工程竣工验收 第1册 参建单位工作报告下一篇：汽车紧固件实用技术手册 《桥梁冲击振动测试与快速评估 理论、技术与工程应用》目录 标签：振动 桥梁 冲击 评估 理论

第1章 概述1

1.1 结构维护管理的必要性1

1.1.1 桥梁结构维护管理压力大1

1.1.2 结构维护管理费用不足3

1.2 结构维护管理的概念与手段5

1.2.1 资产管理与全寿命周期成本5

1.2.2 长期性能与预防性维护7

1.2.3 桥梁管理系统9

1.3 各国性能评估规范现状及发展趋势10

1.3.1 桥梁评估规范10

1.3.2 桥梁一般检查12

1.3.3 技术状况评定13

1.3.4 承载能力评定18

1.4 桥梁检测技术24

1.4.1 目视检查与无损检测25

1.4.2 桥梁无损检测技术26

1.5 自动化检测技术及发展趋势27

1.5.1 隧道自动化检测技术27

1.5.2 道路自动化检测技术29

1.5.3 铁轨自动化检测技术31

1.5.4 桥梁自动化检测技术32

1.6 结构健康监测技术及发展趋势35

1.6.1 结构健康监测概述35

1.6.2 结构健康监测研究现状36

1.6.3 结构健康监测技术融入结构性能评估规范的趋势45

1.7 桥梁测试与性能评定的智能化、自动化与信息化趋势47

1.7.1 智能化、自动化与信息化趋势47

1.7.2 桥梁快速测试与评估49

第2章 桥梁快速测试与评估总体思路53

2.1 冲击振动与桥梁快速评估53

2.2 冲击振动的理论优势56

2.2.1 结构位移频响函数计算方法58

2.2.2 位移频响函数幅值的缩放关系60

2.3 冲击振动的理论框架61

2.4 冲击荷载产生装置开发62

2.4.1 落锤激振装置开发63

2.4.2 移动冲击装置64

2.5 桥梁响应监测设备开发67

2.5.1 自动化加速度计安装67

2.5.2 光纤传感测应变技术70

2.5.3 非接触式位移测量71

2.6 桥梁快速测试系统的软硬件一体化73

第3章 振动测试与结构识别基本理论77

3.1 常用的数学变换方法77

3.1.1 拉普拉斯变换77

3.1.2 傅里叶变换78

3.1.3 小波变换83

3.1.4 希尔伯特-黄变换86

3.2 单自由度结构动力分析与参数识别88

3.2.1 单位脉冲响应函数与杜哈曼积分90

3.2.2 单自由度结构的传递函数和频响函数93

3.2.3 单自由度结构参数识别基本原理96

3.3 多自由度结构动力分析101

3.3.1 结构特性矩阵101

3.3.2 无阻尼自由振动106

3.3.3 结构动力响应计算108

3.4 多自由度结构模态分析111

3.4.1 多自由度结构的位移频响函数111

3.4.2 实模态系统频响函数计算112

3.4.3 复模态系统频响函数计算113

3.4.4 单位脉冲响应函数和频响函数的关系118

3.4.5 方法示例与验证119

3.5 无限自由度结构模态分析124

3.6 冲击振动下的频响函数估计128

3.6.1 单点输入作用下的频响函数估计129

3.6.2 多点输入作用下的频响函数估计131

3.6.3 相干函数134

3.6.4 模态保证准则135

3.7 场地频谱分析135

3.8 模态参数识别算法140

3.8.1 频域识别法140

3.8.2 时域识别法142

3.8.3 时频域识别法和非线性识别法144

第4章 基于加速度测量的冲击振动数据处理与结构识别理论146

4.1 冲击振动快速测试思路与位移柔度概念146

4.2 位移柔度和位移频响函数的关系148

4.2.1 位移柔度识别公式148

4.2.2 单参考点频响函数的振型和留数识别151

4.2.3 多参考点频响函数的振型和留数识别154

4.2.4 频响函数的参数化模型155

4.3 质量已知时位移柔度识别157

4.4 质量未知结构的位移柔度识别——PolyMAX方法160

4.4.1 频响函数的误差函数162

4.4.2 缩减正则方程164

4.4.3 基本模态参数识别165

4.4.4 稳定图166

4.4.5 窄带内的位移柔度识别168

4.4.6 方法示例与验证170

4.5 质量未知结构的位移柔度识别——CMIF方法174

4.5.1 奇异值分解和位移振型识别175

4.5.2 增强频响函数177

4.5.3 固有频率、阻尼比和模态缩放系数识别180

4.5.4 位移柔度识别182

4.5.5 方法示例与验证182

4.6 质量未知结构的位移柔度识别——SSI方法188

4.6.1 结构状态空间方程189

4.6.2 子空间识别技术191

4.6.3 模态参数识别195

4.6.4 简支梁桥验证199

第5章 基于分块冲击振动的位移柔度识别理论205

5.1 分块冲击振动的工程意义205

5.2 分块冲击振动测试的子结构融合理论和实施流程207

5.2.1 子结构融合理论208

5.2.2 实施流程212

5.3 基于边界点测量的多参考点分块测试方法215

5.3.1 基于参考点振型的连续性判别振型方向215

5.3.2 方法示例与验证217

5.4 基于相位角概念的单参考点分块测试方法221

5.4.1 基于单参考点和驱动点间的频响函数的相位曲线判别振型方向221

5.4.2 方法示例与验证224

5.4.3 IBS桥验证228

5.5 基于最小势能原理的无参考点分块测试方法234

5.5.1 最小势能原理和振型正交性联合判别法234

5.5.2 钢桁架模型验证239

第6章 基于结构区域分布应变测量的冲击振动数据处理与结构识别理论244

6.1 基于冲击振动和区域分布传感的桥梁测试方法244

6.1.1 结构区域分布传感概念与技术244

6.1.2 基于区域分布应变测量的冲击振动测试248

6.2 应变模态理论248

6.2.1 点式应变模态理论249

6.2.2 长标距应变模态理论250

6.2.3 应变频响函数的特征252

6.2.4 应变频响函数和应变柔度矩阵的关系254

6.3 质量已知结构的应变柔度识别255

6.3.1 位移振型和应变振型的质量归一化256

6.3.2 方法示例与验证257

6.4 基于改进的PolyMAX法的应变柔度识别258

6.4.1 系统极点、位移模态参与系数和应变振型识别259

6.4.2 模态缩放系数和应变柔度识别260

6.4.3 方法示例与验证260

6.5 基于改进的CMIF法的应变柔度识别265

6.5.1 应变频响函数的奇异值分解和应变振型识别265

6.5.2 增强频响函数计算和基本模态参数识别266

6.5.3 应变柔度和位移柔度的同时识别266

6.5.4 兴隆大桥验证268

6.6 基于改进的SSI法的应变柔度识别275

6.6.1 子空间方法基本方程改进275

6.6.2 模态参数识别及应变柔度识别276

6.6.3 三跨连续梁桥验证277

6.7 结构损伤识别282

6.7.1 损伤识别指标概述282

6.7.2 IBS桥研究284

第7章 基于移动冲击的桥梁快速测试与识别291

7.1 基于移动冲击的桥梁快速测试方法与思路291

7.2 基于微波干涉雷达的桥梁结构响应测量292

7.2.1 微波干涉雷达系统组成与工作原理292

7.2.2 消除雷达基点运动的微波干涉雷达桥梁微动快速测试方法296

7.2.3 方法示例与验证298

7.3 基于智能轮胎技术的竖向车轮力测量300

7.4 基于移动冲击的桥梁快速测试理论302

7.4.1 车桥耦合振动理论302

7.4.2 等效节点荷载分配理论304

7.4.3 实施过程306

7.6 方法示例与验证307

7.5.1 简支梁结构移动冲击快速测试307

7.5.2 简支梁桥数值模拟移动冲击实例310

7.5.3 移动荷载试验影响因素分析315

第8章 工程应用技巧与实例317

8.1 冲击振动测试实战技巧317

8.1.1 传感器选择和振动测试方案317

8.1.2 传感器安装和现场测试322

8.1.3 振动信号处理324

8.2 工程实例一：某预应力混凝土连续箱形梁桥的冲击振动测试327

8.2.1 桥梁概况及传感器布置图327

8.2.2 静载测试328

8.2.3 冲击振动测试330

8.2.4 柔度识别结果331

8.3 工程实例二：某三跨简支钢梁桥的分块冲击振动测试336

8.3.1 实桥概况336

8.3.2 冲击振动测试336

8.3.3 数据处理337

8.3.4 结构柔度集成和挠度预测343

8.3.5 不同分块方案结果对比344

8.4 工程实例三：基于计算机视觉的某步行桥冲击振动测试348

8.4.1 人致冲击荷载测量及结构识别方法348

8.4.2 实验室简支梁实验验证352

8.4.3 步行桥现场测试356

8.5 讨论与展望360

参考文献364

英汉名词对照表378

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摘要：本文以《桥梁冲击振动测试与快速评估 理论、技术与工程应用.pdf电子书版文档下载》为中心，详细阐述了桥梁冲击振动测试的理论基础、技术方法、工程应用以及未来发展趋势，为桥梁安全评估提供了有益的参考。

1、理论基础

桥梁冲击振动测试的理论基础主要包括振动理论、结构动力学和信号处理理论。振动理论为桥梁冲击振动测试提供了理论基础，结构动力学研究桥梁在冲击荷载作用下的动力响应，信号处理理论则用于对测试数据进行处理和分析。

桥梁冲击振动测试的理论研究主要包括以下几个方面：一是桥梁结构的动力特性分析，包括自振频率、阻尼比等参数的测定；二是桥梁在冲击荷载作用下的动力响应分析，包括位移、速度、加速度等参数的测定；三是桥梁冲击振动测试信号的处理和分析，包括信号去噪、特征提取等。

桥梁冲击振动测试的理论研究对于提高桥梁安全评估的准确性和可靠性具有重要意义。

2、技术方法

桥梁冲击振动测试的技术方法主要包括现场测试、实验室测试和数值模拟。现场测试是在实际桥梁上进行，通过传感器采集桥梁的振动信号；实验室测试是在实验室条件下对桥梁模型进行测试；数值模拟则是通过建立桥梁的有限元模型，模拟桥梁在冲击荷载作用下的动力响应。

现场测试方法主要包括振动传感器、加速度计、速度传感器等，这些传感器可以实时采集桥梁的振动信号。实验室测试方法主要包括振动台、冲击试验机等，这些设备可以模拟桥梁在实际使用过程中的冲击荷载。数值模拟方法主要包括有限元分析软件，如ANSYS、ABAQUS等，这些软件可以模拟桥梁在冲击荷载作用下的动力响应。

桥梁冲击振动测试的技术方法对于提高桥梁安全评估的准确性和可靠性具有重要意义。

3、工程应用

桥梁冲击振动测试在工程应用中具有广泛的应用前景。首先，桥梁冲击振动测试可以用于桥梁结构的安全性评估，通过测试桥梁在冲击荷载作用下的动力响应，判断桥梁是否存在安全隐患。其次，桥梁冲击振动测试可以用于桥梁结构的健康监测，通过长期监测桥梁的振动信号，及时发现桥梁结构的变化，为桥梁维护提供依据。最后，桥梁冲击振动测试可以用于桥梁结构的设计优化，通过测试不同设计方案下桥梁的动力响应，为桥梁设计提供参考。

桥梁冲击振动测试在工程应用中已经取得了显著成果，如某大型桥梁的冲击振动测试，通过测试结果对桥梁结构进行了安全性评估，为桥梁的维护和加固提供了依据。

桥梁冲击振动测试在工程应用中的成功案例表明，该技术对于提高桥梁安全性和可靠性具有重要意义。

4、未来发展趋势

随着科学技术的不断发展，桥梁冲击振动测试技术将朝着以下方向发展：一是测试设备的智能化，通过引入人工智能、大数据等技术，提高测试设备的自动化和智能化水平；二是测试方法的多样化，结合不同测试技术，如光纤传感技术、无线传感技术等，提高测试的准确性和可靠性；三是测试数据的深度挖掘，通过对测试数据的分析，提取桥梁结构的健康信息，为桥梁维护和加固提供科学依据。

桥梁冲击振动测试技术的未来发展将为桥梁安全评估提供更加准确、可靠的技术支持。

总结：

本文对《桥梁冲击振动测试与快速评估 理论、技术与工程应用.pdf电子书版文档下载》进行了详细阐述，从理论基础、技术方法、工程应用和未来发展趋势四个方面进行了分析。桥梁冲击振动测试技术在桥梁安全评估中具有重要意义，未来将朝着智能化、多样化、深度挖掘等方向发展。

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