基于健康監(jiān)測數(shù)據(jù)的鋼橋疲勞分析系統(tǒng)開發(fā)原理及實現(xiàn).pdf

1、隨著我國國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展和交通荷載的不斷增加，橋梁建設(shè)的力度大大提高。由于鋼橋具備跨越能力大、自重輕、適合工業(yè)化生產(chǎn)和安裝等優(yōu)點，一大批鋼結(jié)構(gòu)橋梁相繼建成。對于這些鋼橋來說，疲勞破壞是其主要失效模式之一。許多大型鋼橋已安裝了健康監(jiān)測系統(tǒng)，或利用應(yīng)力（應(yīng)變）計獲取監(jiān)測部位的應(yīng)力（應(yīng)變）時程數(shù)據(jù)，或利用動態(tài)稱重系統(tǒng)（WIM）獲取車輛參數(shù)，以對鋼橋進行實時監(jiān)測和疲勞損傷預(yù)警。然而，目前缺少一種通用的鋼橋疲勞分析軟件，可以對實測應(yīng)力時程數(shù)據(jù)進

2、行疲勞分析，也可對動態(tài)稱重系統(tǒng)統(tǒng)計的車輛數(shù)據(jù)進行有效的分析和計算；大多數(shù)疲勞分析軟件工具也缺少頻域法進行疲勞分析的內(nèi)容，更存在界面簡陋、操作繁瑣、功能不全、說明不詳?shù)热秉c，給使用者造成了很大的不便。
　　針對以上問題，本文分析了基于健康監(jiān)測數(shù)據(jù)的鋼橋疲勞分析系統(tǒng)開發(fā)原理，并使用MATLAB GUI工具箱制作了一款疲勞分析系統(tǒng)軟件工具——鋼橋疲勞分析系統(tǒng)（版本v1.0）（SBFAS(V1.0)）,以方便工程實際中的鋼橋疲勞分析。具體

3、研究成果如下：
　　1）總結(jié)了獲取應(yīng)力數(shù)據(jù)的規(guī)范法和實測法，并詳細(xì)闡述了利用動態(tài)稱重系統(tǒng)獲取的車輛數(shù)據(jù)模擬交通流、獲取應(yīng)力時程數(shù)據(jù)的具體方法，命名為WIM法；
　　2）論證了使用頻域法進行疲勞分析所需要的數(shù)據(jù)采樣、時頻轉(zhuǎn)換、功率譜密度（PSD）估計以及Dirlik經(jīng)驗法，并把頻域法引入到鋼橋疲勞分析中；
　　3）使用MATLAB GUI工具箱編制了一套基于健康監(jiān)測數(shù)據(jù)的鋼橋疲勞分析系統(tǒng)（SBFAS(V1.0)），該系統(tǒng)

4、可對實測采集的應(yīng)力時程數(shù)據(jù)進行疲勞剩余壽命計算，也可對動態(tài)稱重系統(tǒng)采集的車輛數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，獲取應(yīng)力時程數(shù)據(jù)，進而進行疲勞剩余壽命計算；該系統(tǒng)可精確調(diào)用Microsoft Access等數(shù)據(jù)庫軟件中存儲的應(yīng)力數(shù)據(jù)，自由選擇分析時間段、疲勞細(xì)節(jié)和分析方法，并可利用基于 COM標(biāo)準(zhǔn)的 ActiveX控件接口技術(shù)生成Word文檔，自動生成疲勞分析報告，具有實用性、方便性、靈活性、綜合性等特點，是一款功能強大的鋼橋疲勞分析系統(tǒng)工具；