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数据异常的定义和分类 结构监测相关的异常事件主要包括：船撞、地震、爆破(桥体附近)、大风、大浪、重车和强暴雨等。在各类传感器中，应变类传感器（主跨跨中底板）对上述异常事件也较为敏感，通常在异常事件发生时。能采集到有别于正常状态的异常响应数据。为此，首先通过分析应变传感器数据，对数据异常进行定义和分类。从物理意义角度来讲，异常的出现通常是发生了可能破坏桥梁的事件。因此，异常必然满足如下两个条件：振动强度大；发生次数少。 根据异常的物理意义，可以相应推出异常的两个数值特征：数值幅度大；波形比较特殊。因此，数据异常可以定义为：由于某种原因产生的、振动强度比较剧烈，可能会对桥梁造成伤害的振动现象。 根据异常产生的原因(或者说振动源的类型)，又可以分为重车异常、船撞异常、大风异常，海浪异常和其他异常。针对每一种特定的异常，应变传感器上采集的数据都具有一定特征。从而为异常情况特征模型的建立提供了依据。 通过对现有监测数据分析，可以总结出桥梁的正常振动和异常情况的差异，主要表现在异常情况下的桥梁振动强度特别剧烈。因此，可以对异常振动进行提取和分类识别。 1正常通车状态下结构振动响应 当车辆在桥上行驶时，桥体会产生比较大的振动。从应变时程曲线可以看出，振动的幅度较小，振动强度经历了弱→强→弱的变化过程。 2 重车过桥时结构振动响应 桥梁结构的疲劳损伤主要是由日常各种荷重的车辆反复作用引起的，桥梁健康监测系统如能有效识别各种车辆荷载(车重、车速)，并通过长期监测获取桥梁结构的车流量信息，则能为准确评估桥梁的疲劳损伤、健康状况及桥梁的运营管理更好的服务。重车过桥时桥梁的振动幅度较大（为正常通车的 6 倍以上）。重车异常情况下，对于主跨跨中底板布置的纵向应变计有明显的响应，主要特征为幅值快速增大后迅速减小。 3 大风状态下结构振动响应 桥梁结构对风的反应非常复杂，除了由于风的作用和桥梁结构动态特性本身的复杂性外，还由于风和结构物的相互干涉作用。研究桥梁结构在风荷载（尤其是强风）作用下的响应情况，为分析桥梁的工作环境、评价行车安全状况、验证桥梁风振动理论提供依据。由于桥址所处的环境和桥型，风荷载的作用效应相对较小。 4 船撞时结构振动响应 据有关文献介绍，船撞桥事故在世界各地一直不断发生。船撞桥事故的频率远比我们想象的更频繁。据有关统计，在 1960-1993 年的 33 年当中，全世界因船撞桥而导致损毁的大型桥梁达到 29 座之多。2007 年 6 月 15 日，广东九江大桥遭遇运沙船撞击垮塌的重大事故使人们对船撞桥事件投入越来越多的关注。尽管并非每一次船撞桥事故都造成桥毁人亡的重大损失，但桥梁被撞后结构受到损伤，桥梁使用寿命、安全性及抗震性能都受到一定程度的损失。通过桥梁监测系统及时和准确的反应桥梁结构的损伤、寿命评估和抗震能力分析有着重要的意义。船撞桥的振动响应特性为：振动强度较大，周期较长等，在短时间内振动幅度达到最大值，而后逐渐衰减。 5 爆炸地震时结构振动响应 爆破地震效应可能对距离爆破中心较远的结构产生不利影响，甚至引起结构破坏。研究大桥桥梁结构在爆破地震中的动力响应特性，是分析爆破对大桥桥梁结构安全影响的重要内容，也是对桥梁结构在爆破地震中的损伤和健康状况评估的重要依据。爆破地震时，桥墩的振动响应特性为：振动强度较大，周期短，在短时间内振动幅度达到最大值，而后逐步衰减，且衰减规律明显。