實時監測橋梁壽命預測理論及應用（簡體書）

本書8章內容較系統的闡述了信息論、非線性分析、混沌以及時間序列在橋樑實時監測安全評估和壽命預測中應用的理論和工程應用過程。第l章詳細介紹了橋樑健康監測的背景、意義以及橋樑安全評估和壽命預測研究的現狀和發展。第2章全面總結、分析了結構動力學中的模態識別、結構物理參數識別以及橋樑結構動力學監測的基本原理。第3章詳細分析了利用現代通信、電子、信息等技術構建的橋樑健康監測系統的方案以及方案設計中所涉及的傳感器優化布設、測點相關性的分析等內容。第4章全面總結了橋樑健康監測信息預處理的的基本理論及工程應用流程。第5章對混沌動力學和時間序列的基本理論進行了全面總結，同時詳細分析了橋樑監測響應信息的混沌特性，提出了混沌時間序列在橋樑安全評估中應用的發展方向。第6章在總結結構本構理論的基礎上，詳細介紹了結構抗力特徵因子以及利用多種特徵因子完成橋樑結構抗力評估的理論和應用流程。第7章在總結小波理論的基礎上詳細介紹了基於實時監測信息進行結構荷載效應提取的方法和工程應用。第8章詳細介紹了利用人工智能算法、結構物理參數識別、模式識別以及最優停時理論進行橋樑營運期使用壽命評估和預測的理論和應用。

第1章 緒論
1.1 橋樑結構健康監測的背景及意義
1.2 橋樑健康監測系統的發展及應用現狀
1.2.1 橋樑健康監測的發展歷程
1.2.2 橋樑健康監測系統的應用現狀
1.3 橋樑結構的安全性評價與壽命預測的發展
1.3.1 常規工程結構耐久性、使用壽命預測研究現狀及分析
1.3.2 基於遠程實時監測的使用壽命預測理論研究相關前期工作
參考文獻
第2章 橋樑結構動力監測原理
2.1 概述
2.2 結構系統動力計算
2.2.1 單自由度系統
2.2.2 多自由度系統
2.2.3 橋樑結構動力系統
2.3 結構模態參數識別
2.3.1 單自由度系統傳遞函數、頻響函數及參數識別
2.3.2 多自由度系統傳遞函數和頻響函數
2.3.3 結構模態模態參數辯識
2.4 結構物理參數的識別
2.4.1 模態轉換理論的頻率識別法
2.4.2 動力復合反演的時域識別法
2.5 橋樑結構動力學監測
2.5.1 橋樑結構動力學特性測試
2.5.2 橋樑健康監測動力學特徵應用
2.6 小結
參考文獻
第3章 橋樑健康實時監測系統方案設計
3.1 橋樑健康實時監測信息采集系統研究及應用
3.1.1 總體設計原則
3.1.2 橋樑健康實時監測內容的選擇
3.1.3 主要參數的監測方法
3.2 橋樑健康監測傳感器布設優化方法
3.2.1 傳感器優化布置原則
3.2.2 基於遺傳算法的傳感器優化布設方法
3.3 典型橋樑安全遠程實時監測集群系統
3.3.1 馬桑溪長江大橋健康監測系統
3.3.2 重慶高家花園大橋
3.4 基於線性與非線性橋樑監測測點信息分析及應用
3.4.1 橋樑健康監測測點關聯特性
3.4.2 基於時延轉移熵與時延互信息的測點非線性關聯特性分析
3.4.3 基於線性相關性的橋樑監測多傳感器測點間關聯分析
3.5 橋樑監測測點相關性在結構安全評估和預測中的應用
3.5.1 基於測點相關性的結構安全可靠度評估
3.5.2 基於相關度的結構損傷識別
3.6 小結
參考文獻
第4章 橋樑健康監測信息的預處理
4.1 概述
4.2 海量數據處理
4.2.1 海量數據
4.2.2 海量數據的特點
4.2.3 海量數據管理的需求
4.2.4 海量數據的處理方法
4.3 數據失真的處理
4.3.1 監測信息數據失真的提出
4.3.2 數據失真的特點
4.3.3 數據失真的分類與表現形式
4.4 數據失真的識別方法
4.4.1 單點數據失真的識別
4.4.2 連續數據失真判斷
4.5 數據失真的修復
4.5.1 趨勢曲線修復法
4.5.2 神經網絡修復法
4.5.3 修復方法的優缺點分析
4.6 數據換算處理
4.7 小結
參考文獻
第5章 基於混沌時間序列的結構響應信息非線性分析
5.1 混沌動力學概述
5.1.1 混沌基本理論
5.1.2 混沌系統識別
5.2 時間序列
5.2.1 時間序列組成及分解
5.2.2 信號的奇異性檢測與消噪
5.2.3 時間序列的時頻特性分析
5.2.4 時間序列ARMA模型
5.3 混沌時間序列
5.3.1 基本理論
5.3.2 計算混沌特徵參數
5.4 橋樑結構實時響應時間序列的混沌性分析
5.4.1 橋樑結構的非線，陸
5.4.2 基於Melnikov方法的橋樑結構混沌臨界分析
5.4.3 橋樑健康實時監測時間序列
5.4.4 基於橋樑健康實時監測數據的混沌指標分析研究
5.5 基於混沌時間序列的橋樑結構狀態評估研究
5.5.1 基於混沌時間序列的橋樑結構狀態評估及預測
5.5.2 混沌在橋樑監測、評估與預測中應用展望
5.6 小結
參考文獻
第6章 基於橋樑健康監測信息的結構抗力衰變特徵分析
6.1 概述
6.2 結構本構關係理論
6.2.1 線彈性模型
6.2.2 非線彈性本構模型
6.2.3 彈塑性本構模型
6.3 影響橋樑抗力衰變的內、外因素分析
6.3.1 不確定性影響因素
6.3.2 收縮、徐變及松弛
6.3.3 堿—集料反應
6.3.4 混凝土、鋼筋強度的時變效應
6.3.5 預應力損失
6.3.6 混凝土的碳化
6.3.7 鋼筋的銹蝕
6.3.8 結構裂縫
6.3.9 荷載效應
6.4 結構抗力衰變特徵因子的分析
6.4.1 靜力特徵因子
6.4.2 動力特徵因子
6.4.3 基於混沌非線性分析的信號特徵因子
6.5 基於橋樑實時監測信息的抗力特徵因子分析及提取
6.5.1 基於橋樑健康監測信息的結構靜、動力特徵因子的提取
6.5.2 基於實時監測時間序列的混沌特徵因子提取
6.6 基於橋樑實時監測信息反演物理參數的結構抗力分析研究
6.6.1 橋樑結構物理識別法方法分析
6.6.2 基於結構物理參數識別的結構抗力演變分析
6.7 基於動力特徵因子的結構抗力分析研究
6.7.1 單因子對結構抗力的反映
6.7.2 多因子對結構抗力的反映
6.7.3 基於BP神經網絡的結構抗力評估研究
6.8 基於混沌特徵的橋樑結構抗力狀態辨識研究
6.9 小結
參考文獻
第7章 橋樑營運期隨機荷載效應及其演變分析
7.1 橋樑營運期荷載效應特性分析
7.1.1 主梁撓度和應變的主要影響因素分析
7.1.2 營運期橋樑荷載效應特性演變分析
7.1.3 營運期橋樑荷載效應特性指標的構建
7.2 活載效應和劣化效應信息的提取技術
7.2.1 結構響應監測信息的時間多尺度特點
7.2.2 小波分析理論
7.2.3 多尺度分析及Mallat算法
7.2.4 活載效應信息的提取
7.2.5 劣化效應信息的提取
7.3 基於實時監測信息的橋樑結構荷載效應演變規律分析
7.3.1 馬桑溪長江大橋健康監測系統
7.3.2 荷載效應的提取及其演變規律分析
7.4 小結
參考文獻
第8章 橋樑營運期使用壽命評估及預測研究
8.1 在役橋樑剩余壽命概述
8.1.1 結構壽命的定義
8.1.2 鋼筋混凝土結構壽命預測的準則
8.1.3 橋樑壽命評估及預測方法
8.2 大型在役橋樑結構時變可靠度分析
8.2.1 可靠度理論
8.2.2 基於BP神經網絡的橋樑可靠度分析
8.2.3 GA—BP神經網絡在橋樑可靠度評估中的應用
8.3 基於結構物理參數和荷載效應的時變可靠度結構壽命評估及預測
8.3.1 基於橋樑健康監測信息動態調整的時變可靠度壽命評估預測
8.3.2 傳統橋樑結構壽命預測模式分析
8.3.3 基於結構物理參數和荷載效應的時變可靠度結構壽命評估
8.4 基於“一類學習”模式識別的橋樑壽命預測分析
8.4.1 基於一類SVM模式識別的橋樑壽命預測分析
8.4.2 基於信息幾何混沌SVM橋樑壽命預測模型修正
8.5 基於最優停時理論的橋樑抗力及壽命演變研究
8.5.1 最優停時理論
8.5.2 基於最優停時理論的橋樑結構壽命演變研究
8.6 小結
參考文獻