基于三维数字图像检测技术的钢桁梁振动分析研究

发布时间：2020-07-15 06:59

【摘要】：随着社会的发展,桥梁建设不断向大跨径、轻型化的发展,桥梁安全检测技术也应随之进步。传统的动载检测试验需将传感器置于待测位置,测点位置及数量受传感器限制,传感器数量少易导致测量不全面、误差大,大量的传感器又会引起工作量大幅增加。数字图像检测技术分析桥梁振动具有非接触、测点不限、无设备损耗等优点,可一次性测量梁上成百上千的测点,结果更加准确,并由于自动化程度高,省时省力。本文为了论证三维数字图像检测技术在钢桁梁的振动分析上的可靠性,详述数字图像法的原理与流程,并采用有限元法、传统检测法、数字图像法对一自拼装悬臂钢桁梁进行振动模态分析与参数识别,以有限元结果为理论基准,比较传统检测法与数字图像法的准确性。主要工作内容及成果如下:(1)采用两台视频录制设备分别从竖直方向及水平方向录制钢桁梁的振动视频,利用MATLAB软件对图像进行裁剪、灰度化等处理,采用Canny算子得到整像素边缘,二维正交多项式拟合法得到亚边缘边缘,将时程分析后的各时刻位移数据导入DASP系统最终得到前三阶固有频率及空间振型。(2)采用Midas Civil软件按照该钢桁梁模型参数建立该钢桁梁有限元模型,并通过静载试验及敏感性分析找到主要误差来源为螺栓连接的定义,因此对螺栓刚度系数进行识别确定并修正模型,将运行修正后的模型得到的前三阶固有频率及振型结果作为传统检测法和数字图像法对比的理论依据。(3)将加速度传感器分别置于梁的顶面与侧面,通过信号采集仪采集钢桁梁的振动信号,通过DASP软件进行传递响应、结构生成、实模态多自由度拟合等步骤计分析得到前三阶固有频率及振型,以此作为传统检测法试验值与数字图像法做对比。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U441;U446
【图文】：

九江大桥,广东

图 1-1 广东九江大桥图 1-2 吉林省道锦江大桥图 1-3 河南营伊河大桥图图 1-4 黑龙江省哈尔滨市阳明滩大桥即使是在经济高度发达的美国也不例外。据统计，如今美国共有 614387 座桥梁，其中每 10 座中桥龄已经超过半个世纪达到 4 座，而大多数国家的桥梁设计寿命为 50 年，这表示即将有一大批桥梁面临加固维修、重建或是退役的选择。在 2016 年，每 11 座中

锦江,吉林省

伊河,河南,桥梁

2图 1-3 河南营伊河大桥图图 1-4 黑龙江省哈尔滨市阳明滩大桥即使是在经济高度发达的美国也不例外。据统计，如今美国共有 614387 座桥梁，其中每 10 座中桥龄已经超过半个世纪达到 4 座，而大多数国家的桥梁设计寿命为 50 年，这表示即将有一大批桥梁面临加固维修、重建或是退役的选择。在 2016 年，每 11 座中就有 1 座的桥梁被指定为结构缺陷，约占总数的 9.1%，政府对 10%的桥梁发布了对通行车辆的尺寸和重量限制。相比十年前的 12.3%有了很大进步，这归功于 2012 年联邦政府决定在桥梁项目上投入的 175 亿美元，投入资金的大幅增长虽缓解了不少积压已久的严峻情况，但是与现状相比仍是非常不足的。保证在役桥梁正常运作和在建桥梁的质量关乎重大，对于不能适应现代生活交通运输量的桥梁，和一切推倒重建，耗费大量人

【参考文献】