拱桥大高差主拱圈挠度监测数据预处理

摘要

在拱桥监控中，有应力和挠度监测，应力监测保证拱桥施工的安全性，挠度监测为了控制成桥后的线形。因此，拱桥的挠度监测具有重要的监控意义。而挠度监测数据预处理会影响正常的判断。由于挠度本身较小，临近于测量误差的边缘，为了区分挠度与误差，提取挠度特征，必须设法消除较大误差（超限误差），提高测量精度，从而尽可能地减少观测误差对挠度分析的影响。在挠度监测中，受观测条件的影响，挠度监测资料不可能显示拱桥主拱圈挠度的整体变化情况。如果仅仅分析监测资料，就有可能得出错误的结论。因此，需要对挠度变形监测数据进行预处理。 本文主要围绕以下五个方面展开研究工作： （1）针对监测数据的超限误差，本文介绍了数据处理的统计分析理论和方法，整体检验法从整体上判断观测向量中是否伴随有超限误差，局部检验法具体判断哪些观测值伴随有超限误差。 （2）从理论的角度分析，一元线性回归分析适用于线性相关两个变量，离散傅立叶变换对信号的局部特性分析具有很大的局限性。 （3）运用MATLAB软件，应用“3σ准则”和小波分析预处理挠度监测数据，起到了很好的效果。 （4）采用理论分析与多项式曲线拟合相结合的方法，判断6次多项式拟合曲线与钢拱架在主拱圈的三个主要施工阶段的挠度整体发展趋势相吻合。 （5）根据曾家沟石拱桥挠度监测数据的表格和图形，分析挠度变形的趋势、规律和幅度，找出统计规律并进行成因分析。在对日温度变化的影响分析时，在同样的情况下，中午（高温）时的拱顶较早上（低温）有上升的趋势，因此，在监测挠度时，应在早上低温的时候测量。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1拱桥大高差主拱圈挠度监测技术的发展

1.2变形监测数据分析的研究现状及发展

1.3挠度监测数据预处理的重要意义

1.4本文主要研究内容

第二章变形监测数据预处理的理论及方法

2.1概述

2.2原始挠度监测数据的统计分析

2.2.1超限误差的整体检验法

2.2.2超限误差的局部检验法

2.3原始挠度监测数据的逻辑分析

2.3.1一致性分析

2.3.2相关性分析

2.4小结

第三章监测资料奇异值的检验与插补

3.1观测数据序列的奇异值检验

3.1.1 3σ准则

3.1.2小波包分析去噪

3.2监测资料的插补

3.2.1按内在物理联系进行插补

3.2.2按数学方法进行插补

3.3小结

第四章曾家沟石拱桥钢拱架挠度监测数据预处理

4.1曾家沟石拱桥工程概况

4.1.1桥型布置图

4.1.2主拱圈施工概况

4.1.3钢拱架挠度监测

4.2曾家沟石拱桥钢拱架挠度监测数据预处理

4.2.1“3σ准则”方法--预处理

4.2.2小波包分析预处理

4.5小结

第五章曾家沟石拱桥大高差主拱圈挠度监测数据分析

5.1工作基点位移对挠度变形值的影响

5.2曾家沟石拱桥钢拱架挠度计算分析

5.2.1第一层拱圈完成后挠度分布情况

5.2.2第二层拱圈完成后挠度分布情况

5.2.3第三层拱圈完成后挠度分布情况

5.3 MATLAB多项式曲线拟合

5.4挠度观测数据分析

5.4.1观测点挠度变形过程线

5.4.2拱桥挠度变形分布图

5.5拱桥挠度变形值的统计规律

5.6拱桥挠度变形值的成因分析

5.6.1结构自重和施工荷载

5.6.2结构形式

5.6.3施工工艺

5.6.4温度变化

5.6.5时效变化

5.7小结

第六章结论

6.1结论

6.2建议

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果