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《大连理工大学》 2010年
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基于GIS的桥梁结构健康监测与管理系统

刘德  
【摘要】: 如果说20世纪是桥梁数量增加的高潮,21世纪必将是大跨桥梁建设的世纪。就中国来说,国道主干线同江至三亚就有5个跨海工程:渤海湾跨海工程、长江口跨海工程、杭州湾跨海工程、珠江口伶仃洋跨海工程,以及琼州海峡工程。大跨度桥梁利用现代科技,采用新型材料,向更长、更大、更柔方面发展,随着人们对大型重要桥梁安全性、耐久性与正常使用功能的日渐关注,对重要的大跨桥梁进行结构安全性、舒适性、耐久性的监测以确保其安全经济正常运营已经成为一个备受关注的重要课题,桥梁健康监测的研究与监测系统的开发应运而生。桥梁建成交付使用后,将通过这些自动监测和管理系统来保证桥梁的安全和正常运行,一旦发生故障或损伤,将自动报告损伤部位和损伤程度,并提出养护对策。 而桥梁健康监测的管理系统也在监测技术日益成熟的基础上发展迅猛,国内外相继推出了自己的适用产品,国内单同济大学就开发了两个系统在实际中应用。然而,由于我国桥梁监测管理系统起步较晚,管理经验和桥梁信息相对较少,评估理论发展单一,系统功能和专家评定标准都停留在初级阶段,桥梁监测管理的水平尚没有很好地解决各类桥型的管理需要和技术状态评估。因此,科学、规范、高效的桥梁健康监测管理系统建设尤为迫切。 本文在分析了桥梁结构健康监测系统建设现状的基础上,以一座系杆拱桥为例,设计了桥梁监测管理系统所涉及的主要信息的表结构;研究了现代地理信息科学理论以及在桥梁健康监测系统建设中所发挥的优势,以及以这种模式开发的必然性和天然优势;对Oracle Spatial这种面向对象的数据库核心技术进行分析,并成功运用于该系统的建设中。 在综合MapInfo公司的MapX控件和Oracle Spatial强大的空间信息和属性信息统一存储能力的基础上,运用面向对象的开发思想,研究开发了桥梁健康监测和管理信息系统,该系统具有对桥梁的图形和属性数据进行存储、管理、分析和可视化查询的能力,实现距离、面积及材料用量的查询;利用OpenGL三维插件技术,建立了桥梁三维实体模型;根据桥梁监测的实时信息,运用可靠度理论分析评估桥梁现役状态;与数据采集软件LabVIEW、数据处理软件MATLAB及结构分析软件ANSYS传递数据的接口,以对数据进行传递、处理和力学分析,从而对结构损伤进行识别、诊断、预警,达到对结构进行监测与管理的目的。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U446;P208

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