高速鐵路橋梁安全預(yù)警理論及其應(yīng)用讀者對(duì)象

土木工程、鐵道工程、結(jié)構(gòu)工程等相關(guān)專(zhuān)業(yè)人士

丁幼亮：博士，研究員、博士生導(dǎo)師，東南大學(xué)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)研究所常務(wù)副所長(zhǎng)。主要研究領(lǐng)域?yàn)楣こ探Y(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)與減振控制。

主持國(guó)家及省部級(jí)縱向科研基金12項(xiàng)，包括國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目/青年基金、國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目子項(xiàng)、交通運(yùn)輸部重大科技專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目子項(xiàng)/應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目子項(xiàng)、教育部博士點(diǎn)基金新教師基金、江蘇省自然科學(xué)基金等；先后參與國(guó)家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目等多項(xiàng)重大縱向科研項(xiàng)目。

出版學(xué)術(shù)著作2部，主編國(guó)家統(tǒng)編教材2部，主編國(guó)際會(huì)議論文集1部，參編規(guī)程1部，發(fā)表學(xué)術(shù)論文120余篇（SCI收錄25篇、EI收錄91篇）；獲國(guó)家授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利9項(xiàng)，計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)3項(xiàng)；參與的項(xiàng)目獲“江蘇省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)”、“教育部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)”等多項(xiàng)科技獎(jiǎng)勵(lì)；部分成果被列入我國(guó)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域第一部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，并已成功用于潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋、蘇通長(zhǎng)江大橋、珠江黃埔大橋、洛陽(yáng)瀛洲大橋等多項(xiàng)大跨橋梁工程的健康監(jiān)測(cè)與安全性評(píng)估。

本書(shū)基于國(guó)家973計(jì)劃和863計(jì)劃等相關(guān)專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目成果，以京滬鐵路南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋的溫度場(chǎng)環(huán)境作用數(shù)據(jù)及位移、應(yīng)變、振動(dòng)等結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)為主要研究對(duì)象，詳細(xì)闡述了高速鐵路橋梁安全性能監(jiān)控與預(yù)警的相關(guān)理論與方法。本書(shū)是國(guó)內(nèi)第一本高速鐵路橋梁安全預(yù)警研究的專(zhuān)著，系統(tǒng)地介紹了高速鐵路橋梁安全預(yù)警理論、方法與應(yīng)用，并成功地應(yīng)用于京滬高鐵南京大勝關(guān)大橋。全書(shū)體系得當(dāng)、內(nèi)容翔實(shí)、行文流暢、可讀性強(qiáng)

第1章 緒論

1.1 高速鐵路橋梁安全監(jiān)測(cè)的意義

1.2 高速鐵路橋梁安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

1.3 本書(shū)的目的和主要內(nèi)容

第2章 高速鐵路橋梁溫度場(chǎng)監(jiān)測(cè)與評(píng)估

2.1 高速鐵路橋梁溫度場(chǎng)監(jiān)測(cè)概述

2.2 大勝關(guān)大橋溫度場(chǎng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)結(jié)果

2.3 大勝關(guān)大橋溫差概率統(tǒng)計(jì)分析

2.4大勝關(guān)大橋溫差標(biāo)準(zhǔn)值及溫差模式

2.5 本章小結(jié)

第3章 高速鐵路橋梁支座縱向位移監(jiān)測(cè)與預(yù)警

3.1 高速鐵路橋梁支座縱向位移監(jiān)測(cè)概述

3.2 大勝關(guān)大橋支座縱向位移長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)結(jié)果

3.3 基于縱向位移監(jiān)測(cè)的支座使用性能退化預(yù)警方法

3.1 高速鐵路橋梁支座縱向位移監(jiān)測(cè)概述

3.2 大勝關(guān)大橋支座縱向位移長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)結(jié)果

3.3 基于縱向位移監(jiān)測(cè)的支座使用性能退化預(yù)警方法

3.4 本章小結(jié)

第4章 高速鐵路橋梁主梁靜應(yīng)變監(jiān)測(cè)與預(yù)警

4.1 高速鐵路橋梁主梁靜應(yīng)變監(jiān)測(cè)概述

4.2 大勝關(guān)大橋主梁靜應(yīng)變長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)結(jié)果

4.3 基于靜應(yīng)變監(jiān)測(cè)的主梁承載能力退化預(yù)警方法

4.4 本章小結(jié)

第5章 高速鐵路橋梁鋼橋面板動(dòng)應(yīng)變監(jiān)測(cè)與預(yù)警

5.1 高速鐵路橋梁鋼橋面板的動(dòng)應(yīng)變監(jiān)測(cè)概述

5.2 大勝關(guān)大橋鋼橋面板動(dòng)應(yīng)變的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

5.3 基于動(dòng)應(yīng)變監(jiān)測(cè)的鋼橋面板疲勞性能預(yù)警方法

5.4 本章小結(jié)

第6章 高速鐵路橋梁主梁振動(dòng)幅值監(jiān)測(cè)與預(yù)警

6.1 高速鐵路橋梁主梁振動(dòng)幅值監(jiān)測(cè)概述

6.2 大勝關(guān)大橋主梁振動(dòng)幅值長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)結(jié)果

6.3 基于振動(dòng)幅值監(jiān)測(cè)的列車(chē)走行性能退化預(yù)警方法

6.4 基于振動(dòng)幅值監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)安全性能退化預(yù)警方法

6.5 本章小結(jié)

第7章 高速鐵路橋梁橋墩振動(dòng)幅值監(jiān)測(cè)與預(yù)警

7.1 高速鐵路橋梁橋墩振動(dòng)幅值監(jiān)測(cè)概述

7.2 大勝關(guān)大橋橋墩振動(dòng)幅值長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)結(jié)果

7.3 基于振動(dòng)幅值監(jiān)測(cè)的橋墩使用性能退化預(yù)警方法

7.4 本章小結(jié)參考文獻(xiàn) 2100433B

《工程結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警理論及其應(yīng)用》較系統(tǒng)地闡述了工程結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警的理論、方法和應(yīng)用。上篇(第1～5章)詳細(xì)論述了工程結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警的基本理論和方法，主要內(nèi)容包括：基于小波包能量譜的結(jié)構(gòu)多尺度損傷分析原理；基于小波包能量譜的結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警方法；ASCE Benchmark結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警研究；環(huán)境激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警方法。下篇(第6～8章)詳細(xì)論述了潤(rùn)揚(yáng)大橋斜拉橋損傷預(yù)警的方法實(shí)現(xiàn)與工程應(yīng)用，主要內(nèi)容包括：潤(rùn)揚(yáng)大橋斜拉橋結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警策略與方案；環(huán)境激勵(lì)下的潤(rùn)揚(yáng)大橋斜拉橋結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警方法；潤(rùn)揚(yáng)大橋斜拉橋結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

前言緒論0.1 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的研究與應(yīng)用

0.2 結(jié)構(gòu)損傷診斷的研究與應(yīng)用0.2.1 結(jié)構(gòu)損傷診斷概述

0.2.2 結(jié)構(gòu)損傷診斷的動(dòng)力指紋類(lèi)方法

0.2.3 結(jié)構(gòu)損傷診斷的小波變換類(lèi)方法

0.3 本書(shū)的目的和主要內(nèi)容參考文獻(xiàn)

上篇 工程結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警理論與方法

第1章 小波變換的基本原理

1.1 概述

1.2 小波變換

1.2.1 連續(xù)小波變換

1.2.2 離散柵格下的小波變換

1.3 多分辨率分析

1.3.1 多分辨率分析的思想

1.3.2 多分辨率分析的定義與性質(zhì)

1.3.3 Mallat算法

1.4 小波包分析

1.4.1 小波包分析的思想

1.4.2 小波包分析的定義與性質(zhì)

參考文獻(xiàn)

第2章 基于小波包能量譜的結(jié)構(gòu)多尺度損傷分析原理

2.1 概述

2.2 信號(hào)的多尺度表示

2.3 結(jié)構(gòu)動(dòng)力系統(tǒng)的多尺度損傷分析

2.3.1 結(jié)構(gòu)動(dòng)力系統(tǒng)描述

2.3.2 結(jié)構(gòu)動(dòng)力系統(tǒng)的多尺度描述

2.3.3 結(jié)構(gòu)動(dòng)力系統(tǒng)的多尺度損傷分析

2.4 基于小波包能量譜的結(jié)構(gòu)多尺度損傷分析

2.4.1 結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的小波包能量譜

2.4.2 數(shù)值算例

2.5 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第3章 基于小波包能量譜的結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警方法

3.1 概述

3.2 結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警的小波包能量譜

3.2.1 引言

3.2.2 小波函數(shù)的選擇

3.2.3 小波包分解層次的選擇

3.3 基于小波包能量譜的結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警方法

3.3.1 結(jié)構(gòu)損傷特征向量

3.3.2 結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警指標(biāo)

3.4 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第4章 ASCEBenchmark結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警研究

4.1 概述

4.2 ASCEBenchmark結(jié)構(gòu)試驗(yàn)概況

4.2.1 問(wèn)題的提出

4.2.2 ASCEBenchmark結(jié)構(gòu)概況

4.2.3 試驗(yàn)內(nèi)容

4.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

4.3.1 試驗(yàn)結(jié)果

4.3.2 試驗(yàn)分析

4.3.3 討論

4.4 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第5章 環(huán)境激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警方法

5.1 概述

5.2 環(huán)境激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警方法

5.2.1 結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警方法

5.2.2 數(shù)值算例

5.2.3 試驗(yàn)驗(yàn)證

5.3 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

下篇 潤(rùn)揚(yáng)大橋斜拉橋結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警的方法實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

第6章 潤(rùn)揚(yáng)大橋斜拉橋結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警策略與方案

6.1 概述

6.2 潤(rùn)揚(yáng)大橋斜拉橋的基準(zhǔn)有限元模型

6.2.1 引言

6.2.2 潤(rùn)揚(yáng)大橋斜拉橋概況

6.2.3 基準(zhǔn)有限元模型的建立與修正

6.2.4 有限元模型驗(yàn)證

6.2.5 結(jié)語(yǔ)

6.3 基于模態(tài)參數(shù)的潤(rùn)揚(yáng)大橋斜拉橋結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警分析

6.3.1 引言

6.3.2 固有頻率指標(biāo)

6.3.3 模態(tài)曲率指標(biāo)

6.3.4 模態(tài)應(yīng)變能指標(biāo)

6.3.5 模態(tài)柔度指標(biāo)

6.3.6 斜拉索索力指標(biāo)

6.3.7 結(jié)語(yǔ)

6.4 基于小波包能量譜的潤(rùn)揚(yáng)大橋斜拉橋結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警分析

6.4.1 引言

6.4.2 損傷敏感性分析

6.4.3 噪聲魯棒性分析

6.4.4 結(jié)語(yǔ)

6.5 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第7章 潤(rùn)揚(yáng)大橋斜拉橋健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的損傷預(yù)警分析

7.1 概述

7.2 潤(rùn)揚(yáng)大橋斜拉橋健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的損傷預(yù)警分析

7.2.1 實(shí)測(cè)動(dòng)力響應(yīng)

7.2.2 實(shí)測(cè)動(dòng)力響應(yīng)的模態(tài)頻率分析

7.2.3 實(shí)測(cè)動(dòng)力響應(yīng)的小波包能量譜分析

7.3 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第8章 潤(rùn)揚(yáng)大橋斜拉橋結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

8.1 概述8.2 潤(rùn)揚(yáng)大橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概況

8.2.1 系統(tǒng)總體構(gòu)成及功能

8.2.2 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)子系統(tǒng)簡(jiǎn)介

8.3 潤(rùn)揚(yáng)大橋斜拉橋結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

8.3.1 結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

8.3.2 損傷預(yù)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

8.3.3 損傷預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

8.4 小結(jié)

參考文獻(xiàn)2100433B

依據(jù)我國(guó)的高速鐵路規(guī)模和所面臨的地震危險(xiǎn)環(huán)境，高速鐵路地震安全是亟需解決的重要課題。但目前高速鐵路地震預(yù)警的相關(guān)研究尚處于探索性階段，缺乏適合我國(guó)高鐵特點(diǎn)和地震環(huán)境的監(jiān)測(cè)預(yù)警理論與方法。在分析國(guó)內(nèi)外地震預(yù)警理論的發(fā)展歷程和地震預(yù)警成果在高速鐵路應(yīng)用的基礎(chǔ)上，總結(jié)我國(guó)高速鐵路地震監(jiān)測(cè)、預(yù)警所面臨的課題，有針對(duì)性地開(kāi)展完成了以下主要研究?jī)?nèi)容： (1) 基于高鐵臺(tái)站早期地震動(dòng)的震源參數(shù)評(píng)價(jià)研究； (2) 基于高鐵臺(tái)站早期地震動(dòng)的最終地震動(dòng)強(qiáng)度評(píng)價(jià)研究； (3) 高鐵環(huán)境影響和沿線最終地震動(dòng)強(qiáng)度分布研究； (4) 高鐵地震運(yùn)行安全與預(yù)警指標(biāo)研究； (5) 高鐵地震預(yù)警系統(tǒng)方案與預(yù)警策略研究。通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施，研究提出了符合我國(guó)高鐵特點(diǎn)和地震環(huán)境的地震監(jiān)測(cè)、預(yù)警的理論與方法，為研發(fā)建設(shè)我國(guó)高速鐵路地震監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，健全鐵路交通設(shè)施的地震安全能力提供了科學(xué)依據(jù)。 2100433B