桥梁健康监测中传感器的优化布置

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桥梁健康监测系统是桥梁工程发展到一定阶段的必然产物。桥梁能够在服役期内安全的运营成为现代桥梁对社会发展贡献度大小的决定性因素。在桥梁健康监测系统中,传感器的优化布置是实现安全监测的重要内容。布置越多数量的传感器越能实现对整座桥梁健康状况的实时监测,但其在实际应用中是不经济的,更是不现实的。因此,对传感器进行优化布置,用尽量少的传感器去获得尽量多的结构性态成为传感器优化布置的根本原则。  文章首先简单介绍了寸滩长江大桥的健康监测系统。其次,介绍了桥梁健康监测系统设计中需要确定的监测信息、监测方法以及传感器的选取原则。在此基础上引出本文的研究重点即对结构加速度传感器进行优化布置。  本文研究了加速度传感器优化布设的几种评价准则和方法,并以重庆寸滩长江大桥为研究对象,阐述了模态保证准则在悬索桥传感器优化布置中不适用的原因。在对这些评价准则和方法优缺点比较的基础上,确立了采用遗传算法进行传感器的优化布置。  在确定采用遗传算法解决传感器优化布置问题后,文章对遗传算法进行了详细地介绍。首先,介绍了遗传算法的来历、特点以及与传统算法的区别。其次,介绍了遗传算法的五个构成要素。然后,介绍了当前应用最为广泛的广义遗传算法和小生境遗传算法。最后,详细介绍了本文采取的广义遗传算法在编码、交叉以及变异等操作上的实现方法。  文章的最后简单介绍了本文研究的依托工程寸滩长江大桥的概况。在此基础上采用midas建立全桥模型得到结构的模态向量。通过matlab编程实现广义遗传算法的传感器优化布置。
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