基于双传感器信息的梁桥结构损伤检测方法研究

发布时间：2020-07-02 07:52

【摘要】：桥梁在长期的服役过程中,车辆载荷、地震、碰撞等因素会使桥梁结构发生损伤,如果维护不当或检修不及时,会使损伤不断积累,最终导致桥梁坍塌,造成人员伤亡与经济损失。因此,桥梁健康监测的研究尤为重要。本文针对现阶段健康监测领域传感器过多、耗资巨大等问题,提出了利用移动荷载作用下桥梁上的两个传感器响应的损伤检测方法,降低成本。具体从以下四个方面进行研究:1.介绍了桥梁健康监测的研究背景及意义,对传统的损伤识别方法及其国内外的研究现状进行了系统阐述。总结现阶段桥梁监测的挑战与困难,对现阶段实际桥梁结构监测中耗费传感器数量过多的问题进行探讨,提出使用少量传感器的损伤检测方法与思想。2.介绍了移动荷载、移动质量作用下的车桥耦合振动理论,提出了利用双传感器响应信息的窗口化互相关函数以及传递熵值的损伤定位方法。以响应信号的基频为参考定义特定长度的窗口,移动窗口并对截取的信号进行互相关函数以及传递熵值的计算,提取窗口化的损伤因子进行损伤定位。3.数值模拟。通过移动荷载激励下简支梁进行数值模拟,分别对基于互相关函数、传递熵值的检测方法的有效性进行验证。结果证明了两种方法在结构损伤识别中均表现出良好效果,并分析了其优缺点。4.实验研究。对一6m长的有损和无损钢梁在移动车辆荷载作用下进行动力测试,并利用提出的窗口化互相关函数法和传递熵法进行损伤定位,实验结果表明,两种方法均能精确定位损伤。
【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U446
【图文】：

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（a）（b）图1-1我国特大桥梁：（a）广州黄埔大桥；（b）港珠澳大桥Fig 1-1 Super-large bridges of China: (a) Huangpu Bridge in Guangzhou;(b) Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge桥梁建成之后的长时间使用过程中，受到车辆载荷、风荷载作用、疲地震及一些天灾等因素作用，对桥梁结构造成不同程度的破坏，使桥梁衰退，造成桥梁内部或者外部结构损伤。若桥梁发生损伤后由于维护不使损伤不断积累，破坏程度日益增大，最终造成桥梁坍塌事故，造成人。自上世纪末至今，国内外已发生过多起严重的桥梁事故。近几年，桥例如，2011 年 7 月 14 日上午，福建省武夷山市内的武夷山公馆大桥北故，一辆正在行驶的旅游大巴（闽 H30953）不幸坠入桥下，事故已造成伤，如图 1-2（a）。2016 年 10 月 16 日晚 19 时 30 分，印度尼西亚巴厘

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（a）（b）1-2桥梁坍塌事故：（a）武夷山公馆大桥北端大桥坍塌事故；(b) 10.16巴厘岛桥梁垮 Bridge collapse accident: (a) Collapse of the north end bridge of the Wuyishan G(b) 10.16 Bridge collapse in Bali溯近代桥梁结构的监测与检测的历史，可以发现过去的传统方法无法迅速快载荷、材料劳损等因素对结构安全影响，因此，结构实时在线的监测显得尤桥梁结构实时健康监测及安全评估已经成为学术界和工程界研究的重点[2]。的快速发展，各种能够对信息进行采集及传输的材料及设备进入了桥梁工程人员的视野中，并尝试利用传感器的强大功能，将电路、信号采集与处理及进行集成，利用软件编程以及传感器信号采集形成一种能对桥梁结构各种响时监测及传输，并能对数据进行实时计算的桥梁健康监测系统[3]。目前，世桥梁均已按照相关理论设计并安装了健康监测系统，如香港的青马大桥在施健康监测设备，为桥梁服役期间结构响应的实时采集提供了方便。东莞的虎

【参考文献】