| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第14-30页 |
| 1.1 问题的提出 | 第14-16页 |
| 1.2 斜拉桥模型设计 | 第16-17页 |
| 1.3 桥梁模态试验与参数识别 | 第17-27页 |
| 1.3.1 EMA 模态参数识别方法介绍 | 第18-21页 |
| 1.3.2 OMA 模态参数识别方法介绍 | 第21-26页 |
| 1.3.3 结构模态参数识别存在的问题 | 第26-27页 |
| 1.4 混凝土斜拉桥有限元建模与模型修正 | 第27-29页 |
| 1.5 本文研究的主要内容 | 第29-30页 |
| 第2章 面向健康诊断的混凝土斜拉桥模型设计与分析 | 第30-64页 |
| 2.1 模型设计的相关理论 | 第30-35页 |
| 2.1.1 相似理论的基本概念 | 第30-32页 |
| 2.1.2 相似三定理 | 第32-33页 |
| 2.1.3 量纲分析法 | 第33页 |
| 2.1.4 Buckingham(白金汉)相似定理(π定理) | 第33-35页 |
| 2.2 模型设计的准则和要求 | 第35-37页 |
| 2.2.1 模型和原型相似的要求 | 第35页 |
| 2.2.2 模型材料的选择 | 第35-36页 |
| 2.2.3 相似准则依据的条件 | 第36-37页 |
| 2.3 面向健康诊断的混凝土斜拉桥模型设计 | 第37-44页 |
| 2.3.1 原型桥概况 | 第37页 |
| 2.3.2 面向健康诊断模型设计的特点和要求 | 第37-40页 |
| 2.3.3 模型设计 | 第40-44页 |
| 2.4 模型桥的制作与面向健康诊断的构造设计 | 第44-49页 |
| 2.4.1 试验场地与试验准备 | 第44-46页 |
| 2.4.2 模型桥的制作施工过程 | 第46-47页 |
| 2.4.3 斜拉索张拉与支架拆除 | 第47-48页 |
| 2.4.4 面向健康诊断的模型桥构造设计 | 第48-49页 |
| 2.5 模型桥静动力测试系统设计与安装 | 第49-52页 |
| 2.5.1 位移测试 | 第49页 |
| 2.5.2 索力测试 | 第49-51页 |
| 2.5.3 应变测试 | 第51页 |
| 2.5.4 支座反力测试系统 | 第51-52页 |
| 2.5.5 静力试验数据采集系统 | 第52页 |
| 2.5.6 模型桥动力特性测试系统 | 第52页 |
| 2.6 原型桥和模型桥有限元建模与模态计算 | 第52-57页 |
| 2.6.1 原型桥有限元建模 | 第52-53页 |
| 2.6.2 模型桥精细有限元建模 | 第53页 |
| 2.6.3 模态计算结果 | 第53-57页 |
| 2.7 完好状态下原型桥和模型桥静动力特性相似性分析 | 第57-59页 |
| 2.7.1 静力相似性分析 | 第57-58页 |
| 2.7.2 动力相似性分析 | 第58-59页 |
| 2.8 损伤状态下静动力相似性分析 | 第59-62页 |
| 2.8.1 静力损伤相似性分析 | 第59-60页 |
| 2.8.2 动力损伤相似性分析 | 第60-62页 |
| 2.9 本章小结 | 第62-64页 |
| 第3章 基于锤击法的模型桥模态试验与模态参数识别 | 第64-105页 |
| 3.1 锤击法模态试验原理 | 第64-66页 |
| 3.2 试验模态分析(EMA)模态参数识别方法 | 第66-72页 |
| 3.2.1 正交多项式法 | 第66-69页 |
| 3.2.2 特征系统实现算法(ERA) | 第69-72页 |
| 3.3 锤击法模态试验技术 | 第72-79页 |
| 3.3.1 模态试验预分析 | 第73页 |
| 3.3.2 测试仪器设备 | 第73-74页 |
| 3.3.3 测试方案及测点布置 | 第74-77页 |
| 3.3.4 采样频率的设置 | 第77-78页 |
| 3.3.5 锤头材料的选择 | 第78页 |
| 3.3.6 平均次数及窗函数的选取 | 第78-79页 |
| 3.4 锤击法试验数据及频响函数测试结果 | 第79-83页 |
| 3.4.1 主梁竖向及扭转模态测试区试验数据及频响函数 | 第79-80页 |
| 3.4.2 主梁横向模态测试区试验数据及频响函数 | 第80-81页 |
| 3.4.3 主塔平面内模态测试区试验数据及频响函数 | 第81页 |
| 3.4.4 主塔平面外模态测试区试验数据及频响函数 | 第81-83页 |
| 3.5 锤击法模态参数识别结果 | 第83-91页 |
| 3.5.1 主梁竖向和扭转模态参数识别结果 | 第83-88页 |
| 3.5.2 主梁横桥向模态参数识别结果 | 第88-89页 |
| 3.5.3 桥塔面内模态参数识别结果 | 第89-90页 |
| 3.5.4 塔面外模态参数识别结果 | 第90-91页 |
| 3.5.5 模态测试结果汇总 | 第91页 |
| 3.6 不同模态参数识别方法的参数识别不确定性分析 | 第91-95页 |
| 3.7 基于 MONTE CARLO 法的模态参数识别不确定性分析 | 第95-102页 |
| 3.7.1 MONTE CARLO 法简介 | 第95-96页 |
| 3.7.2 模态参数识别不确定分析的 MONTE CARLO 法 | 第96页 |
| 3.7.3 整体模态参数识别不确定性分析 | 第96-99页 |
| 3.7.4 局部模态参数识别不确定性分析 | 第99-102页 |
| 3.8 不确定性分析的频率统计特性与损伤模拟频率变化率对比 | 第102-103页 |
| 3.9 本章小结 | 第103-105页 |
| 第4章 基于环境激励的模型桥模态试验与模态参数识别 | 第105-141页 |
| 4.1 运行模态分析(OMA)模态参数识别方法基本理论 | 第105-109页 |
| 4.1.1 随机减量法 | 第106-107页 |
| 4.1.2 NExT 方法 | 第107-108页 |
| 4.1.3 基于随机减量法或 NExT 技术的模态参数识别方法 | 第108-109页 |
| 4.2 环境激励模态试验技术 | 第109页 |
| 4.3 环境激励法测试结果 | 第109-110页 |
| 4.3.1 主梁竖向及扭转模态测试区试验数据及自功率谱 | 第109页 |
| 4.3.2 主塔平面内模态测试区试验数据及频响函数 | 第109-110页 |
| 4.3.3 主塔平面外模态测试区试验数据及频响函数 | 第110页 |
| 4.4 非白噪声激励数值模拟及参数识别分析 | 第110-115页 |
| 4.5 环境激励法模态参数识别结果 | 第115-122页 |
| 4.5.1 环境激励法模态参数识别的定阶与虚假模态剔除 | 第115-116页 |
| 4.5.2 主梁竖向和扭转模态参数识别结果 | 第116-120页 |
| 4.5.3 桥塔面内模态参数识别结果 | 第120-121页 |
| 4.5.4 塔面外模态参数识别结果 | 第121页 |
| 4.5.5 模态测试结果汇总 | 第121-122页 |
| 4.6 不同模态参数识别方法的参数识别不确定性分析 | 第122-125页 |
| 4.7 基于 MONTE CARLO 法的模态参数识别不确定性分析 | 第125-131页 |
| 4.7.1 整体模态参数识别不确定性分析 | 第125-128页 |
| 4.7.2 局部模态参数识别不确定性分析 | 第128-131页 |
| 4.8 不确定性分析的统计特性与损伤模拟频率变化对比 | 第131-132页 |
| 4.9 锤击法和环境激励法模态频率识别差异分析 | 第132-139页 |
| 4.9.1 张拉预应力前锤击法和环境激励法频率对比 | 第132-134页 |
| 4.9.2 张拉预应力后锤击法和环境激励法频率对比 | 第134-136页 |
| 4.9.3 张拉预应力后主梁损伤工况锤击法和环境激励法频率对比 | 第136-138页 |
| 4.9.4 张拉预应力前后及主梁损伤工况频率差别对比 | 第138-139页 |
| 4.10 本章小结 | 第139-141页 |
| 第5章 混凝土斜拉桥有限元建模与模型修正 | 第141-168页 |
| 5.1 斜拉桥动力分析中常用的有限元模型 | 第141-142页 |
| 5.2 有限元模型修正的数学基础 | 第142-146页 |
| 5.2.1 无约束优化方法 | 第143页 |
| 5.2.2 共轭梯度法 | 第143-144页 |
| 5.2.3 惩罚函数法 | 第144-146页 |
| 5.3 多种初始有限元模型的建立 | 第146-149页 |
| 5.4 初始有限元模型的试验验证与对比分析 | 第149-152页 |
| 5.5 模型修正技术 | 第152-162页 |
| 5.5.1 传统的基于参数灵敏度分析的模型修正技术 | 第152-153页 |
| 5.5.2 基于修正参数和目标函数分类的改进的模型修正技术 | 第153-154页 |
| 5.5.3 模型修正目标函数的确定及模型修正迭代收敛条件 | 第154页 |
| 5.5.4 模型修正参数的灵敏度分析及参数的选取 | 第154-160页 |
| 5.5.5 模型修正参数和目标函数的分类 | 第160页 |
| 5.5.6 基于振型特点分类的模态匹配技术 | 第160-162页 |
| 5.6 基于 EMA 的 5 种初始有限元模型模型修正结果对比 | 第162-166页 |
| 5.7 改进的与传统的模型修正技术模型修正效果对比 | 第166页 |
| 5.8 本章小结 | 第166-168页 |
| 结论与建议 | 第168-172页 |
| 参考文献 | 第172-184页 |
| 致谢 | 第184-185页 |
| 附录 A 攻读博士学位期间发表的学术论文 | 第185页 |
