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　　【摘要】：近年來,隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,越來越多的大跨度橋梁進(jìn)入了人們的視野,橋梁健康監(jiān)測一躍成為土木工程界研究的熱點,而GPS定位技術(shù)的飛速發(fā)展正好給橋梁健康監(jiān)測注入了新的血液。因此,基于GPS的大跨度橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)運而生,并且已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。隨著監(jiān)測技術(shù)的不斷提高,監(jiān)測數(shù)據(jù)的容量急劇上升,為了使監(jiān)測數(shù)據(jù)及分析結(jié)果有更直觀的輸出形式,監(jiān)測可視化也逐漸進(jìn)入了橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的范疇。 首先,本文從介紹橋梁健康監(jiān)測的概念入手,分析了橋梁健康監(jiān)測的目的、意義及必要性,詳細(xì)介紹了作為系統(tǒng)構(gòu)建所需的相關(guān)學(xué)科內(nèi)容,如GPS定位、OpenGL可視化、橋梁結(jié)構(gòu)分析及健康評估等。 其次,從橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計準(zhǔn)則出發(fā),提出了一套完整的基于GPS大跨度橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。包括系統(tǒng)應(yīng)具備的硬件組成和軟件組成、監(jiān)測項目方案的制定方法及GPS測點的布置、適合基于GPS橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和傳輸方案、系統(tǒng)運行過程中要進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理和分析。 然后,作為本文研究的重點,以三跨兩鉸懸索橋為例,開發(fā)了一套橋梁位移實時監(jiān)測的動態(tài)演示系統(tǒng)。系統(tǒng)以Visual C++ 6.0為開發(fā)工具,OpenGL為圖形接口,并利用OpenGL提供的實體建模、光照、紋理映射的一系列先進(jìn)特性,通過監(jiān)測數(shù)據(jù)計算出整個橋梁的瞬時形態(tài),實時進(jìn)行實體建模,動態(tài)顯示橋梁的即時三維狀態(tài)和測點的時程曲線,并且添加了系統(tǒng)的啟動、停止、退出、視圖選擇、尺寸縮放等的一些附加功能。 最后,對橋梁健康評估系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)位移反演結(jié)構(gòu)受力功能進(jìn)行了初步的構(gòu)想,而且對橋梁結(jié)構(gòu)動態(tài)特性分析進(jìn)行了研究。然后從橋梁健康評估系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能出發(fā),總體上把握橋梁健康評估系統(tǒng)的構(gòu)建流程,分析了其功能組成,并介紹了預(yù)警功能的實現(xiàn)方法。 【關(guān)鍵詞】：GPS 大跨度橋梁 OpenGL 實時健康監(jiān)測 安全評估
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：U446.2
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2006.090944
【目錄】：

• 第一章 緒論9-17
• 1.1 大跨橋梁健康監(jiān)測的目的和意義9-11
• 1.1.1 橋梁健康監(jiān)測的概念9
• 1.1.2 橋梁健康監(jiān)測的必要性9-10
• 1.1.3 橋梁健康監(jiān)測意義:10-11
• 1.2 橋梁健康監(jiān)測的研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 國內(nèi)外橋梁健康監(jiān)測的應(yīng)用11-12
• 1.2.2 GPS技術(shù)應(yīng)用于橋梁動態(tài)監(jiān)測12-13
• 1.2.3 橋梁監(jiān)測的可視化13-15
• 1.2.4 結(jié)構(gòu)分析與健康評估15-16
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容16-17
• 第二章 基于GPS的大跨橋梁健康監(jiān)測相關(guān)技術(shù)17-25
• 2.1 全球定位系統(tǒng)(GPS)簡介17-19
• 2.2 GPS位移監(jiān)測的主要原理19-21
• 2.3 OpenGL可視化技術(shù)21-25
• 2.3.1 OpenGL基本功能21-23
• 2.3.2 OpenGL工作流程23-24
• 2.3.3 OpenGL圖形操作步驟24-25
• 第三章 基于GPS的大跨橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的總體設(shè)計25-34
• 3.1 系統(tǒng)組成概述25-27
• 3.2 監(jiān)測項目方案制定27-29
• 3.3 數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)的方案制定29-30
• 3.4 監(jiān)測數(shù)據(jù)處理30-32
• 3.5 軟件系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)32-34
• 第四章 橋梁位移實時監(jiān)測的動態(tài)演示系統(tǒng)34-56
• 4.1 基于VC++的OpenGL應(yīng)用程序框架建立34-35
• 4.2 加勁梁及主纜曲線計算35-39
• 4.2.1 橋梁尺寸模擬35-36
• 4.2.2 主纜線形計算36-37
• 4.2.3 加勁梁瞬時線形計算37-39
• 4.3 橋梁結(jié)構(gòu)三維可視化的程序編制39-49
• 4.3.1 制作OpenGL控件39-42
• 4.3.2 主程序的初始化設(shè)置42-45
• 4.3.3 橋梁各部件的繪制45-49
• 4.4 測點位移時程曲線圖的程序編制49-51
• 4.5 系統(tǒng)各部分集成及附加功能實現(xiàn)51-56
• 4.5.1 系統(tǒng)集成51-52
• 4.5.2 系統(tǒng)附加功能的實現(xiàn)52-56
• 第五章 橋梁結(jié)構(gòu)分析與安全評估系統(tǒng)56-65
• 5.1 結(jié)構(gòu)分析56-59
• 5.1.1 根據(jù)監(jiān)測點的位移數(shù)據(jù)反演橋梁主體部件受力56-57
• 5.1.2 結(jié)構(gòu)動態(tài)特性分析57-59
• 5.2 安全評估59-63
• 5.2.1 已有橋梁結(jié)構(gòu)安全評估方法介紹59-61
• 5.2.2 橋梁健康評估系統(tǒng)61-63
• 5.3 橋梁安全預(yù)警系統(tǒng)63-65
• 第六章 結(jié)論與展望65-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文72