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　　【摘要】：近年來,隨著國民經濟的發展,越來越多的大跨度橋梁進入了人們的視野,橋梁健康監測一躍成為土木工程界研究的熱點,而GPS定位技術的飛速發展正好給橋梁健康監測注入了新的血液。因此,基于GPS的大跨度橋梁健康監測系統應運而生,并且已經取得了一定的進展。隨著監測技術的不斷提高,監測數據的容量急劇上升,為了使監測數據及分析結果有更直觀的輸出形式,監測可視化也逐漸進入了橋梁健康監測系統的范疇。 首先,本文從介紹橋梁健康監測的概念入手,分析了橋梁健康監測的目的、意義及必要性,詳細介紹了作為系統構建所需的相關學科內容,如GPS定位、OpenGL可視化、橋梁結構分析及健康評估等。 其次,從橋梁健康監測系統的設計準則出發,提出了一套完整的基于GPS大跨度橋梁健康監測系統的總體設計方案。包括系統應具備的硬件組成和軟件組成、監測項目方案的制定方法及GPS測點的布置、適合基于GPS橋梁監測系統的數據采集和傳輸方案、系統運行過程中要進行的數據處理和分析。 然后,作為本文研究的重點,以三跨兩鉸懸索橋為例,開發了一套橋梁位移實時監測的動態演示系統。系統以Visual C++ 6.0為開發工具,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特性,通過監測數據計算出整個橋梁的瞬時形態,實時進行實體建模,動態顯示橋梁的即時三維狀態和測點的時程曲線,并且添加了系統的啟動、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中結構位移反演結構受力功能進行了初步的構想,而且對橋梁結構動態特性分析進行了研究。然后從橋梁健康評估系統要實現的功能出發,總體上把握橋梁健康評估系統的構建流程,分析了其功能組成,并介紹了預警功能的實現方法。 【關鍵詞】：GPS 大跨度橋梁 OpenGL 實時健康監測 安全評估
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：U446.2
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2006.090944
【目錄】：

• 第一章 緒論9-17
• 1.1 大跨橋梁健康監測的目的和意義9-11
• 1.1.1 橋梁健康監測的概念9
• 1.1.2 橋梁健康監測的必要性9-10
• 1.1.3 橋梁健康監測意義:10-11
• 1.2 橋梁健康監測的研究現狀11-16
• 1.2.1 國內外橋梁健康監測的應用11-12
• 1.2.2 GPS技術應用于橋梁動態監測12-13
• 1.2.3 橋梁監測的可視化13-15
• 1.2.4 結構分析與健康評估15-16
• 1.3 本文研究的主要內容16-17
• 第二章 基于GPS的大跨橋梁健康監測相關技術17-25
• 2.1 全球定位系統(GPS)簡介17-19
• 2.2 GPS位移監測的主要原理19-21
• 2.3 OpenGL可視化技術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的大跨橋梁健康監測系統的總體設計25-34
• 3.1 系統組成概述25-27
• 3.2 監測項目方案制定27-29
• 3.3 數據采集和傳輸系統的方案制定29-30
• 3.4 監測數據處理30-32
• 3.5 軟件系統的設計與實現32-34
• 第四章 橋梁位移實時監測的動態演示系統34-56
• 4.1 基于VC++的OpenGL應用程序框架建立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 橋梁結構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 系統各部分集成及附加功能實現51-56
• 4.5.1 系統集成51-52
• 4.5.2 系統附加功能的實現52-56
• 第五章 橋梁結構分析與安全評估系統56-65
• 5.1 結構分析56-59
• 5.1.1 根據監測點的位移數據反演橋梁主體部件受力56-57
• 5.1.2 結構動態特性分析57-59
• 5.2 安全評估59-63
• 5.2.1 已有橋梁結構安全評估方法介紹59-61
• 5.2.2 橋梁健康評估系統61-63
• 5.3 橋梁安全預警系統63-65
• 第六章 結論與展望65-67
• 致謝67-68
• 參考文獻68-72
• 攻讀學位期間發表的學術論文72