本文以珠江黄埔大桥为工程背景,以珠江黄埔大桥健康监测为目的,从健康监测的有限元模型修正和健康监测的传感器优化布置两方面展开研究。 有限元模型修正是桥梁健康监测的重要内容之一,由于初始的简化假设,边界条件模拟的差异以及非结构构件等因素的影响,建立的有限元模型总与实际有出入,计算值和试验测量值不能很好的一致,因此桥梁有限元模型修正技术的研究越来越引起科学工作者和工程师的重视。本文介绍了两种有限元模型修正方法：基于模态灵敏度的参数型模型修正方法和基于ANSYS优化设计的模型修正方法。通过对珠江黄埔大桥北汊斜拉桥施工典型工况的模态测试,得到了结构在自然激励下的自振频率和振型。然后利用模态测试结果,对斜拉桥的主塔和主梁分别进行基于ANSYS优化设计的动力有限元模型修正,得到了修正后的设计参数和计算频率。通过有限元模型修正,计算频率与实测频率误差大大减少,结构参数取值更加合理,有限元模型与实际结构更加吻合,为健康监测的基准有限元模型建立提供了一种切实可行,方便有效的模型修正方法。 本文最后介绍了珠江黄埔大桥的健康监测系统的设计,通过对北汊斜拉桥竖向加速度传感器测点位置的优化,得到了基于有效独立法的斜拉桥竖向传感器优化布置方案。传感器优化过程中的振型计算,采用修正后的全桥有限元模型计算得到,使得有限元模型修正和传感器优化布置两个问题结合起来,达到共同为结构健康监测服务的目的。