基于桥面形态的钢—砼组合梁损伤状况试验研究

发布时间：2020-11-11 19:35

　　 为寻求一种相比人工安全巡检更高效、准确的监测理论和方法,本文依托导师主持的国家自然科学基金面上项目“基于影像轮廓线叠差分析获取桥梁全息变形及结构状态演绎方法探索(51778094)”,通过对钢桁-混凝土组合梁在多种损伤工况下的加载试验,开展了基于桥面全息变形监测的损伤识别方法研究。其主要研究内容如下:对多种损伤工况下的钢桁-混凝土组合梁开展了受载性能试验,运用团队研发的轨道移动式摄影测量车采集不同损伤工况下的试验梁影像形态数据,据此重构试验梁的三维点云模型;基于移动最小二乘法对三维重建模型进行点云降噪处理,基于最近点迭代算法对不同工况的三维重建模型进行配准;提出基于“叠差”(PSD)算法的桥面三维形态变化获取方法,实现对部分桥面铺装局部破坏等噪声信息分离,获得切合实际的桥面变形数据;探讨了基于变形色谱图来直观展现结构物空间曲面形态变化的方法。基于特征曲率与结构损伤相关性的理论分析,通过梁的挠度曲线曲率是否出现突变可以推测结构中是否存在结构性损伤;应用基于弦长的离散点特征曲率计算方法,对四种损伤状态的点云数据进行了特征曲率快速计算分析;提出一种基于改进阈值函数的小波降噪处理算法,使得阈值函数在阈值?处保持连续的同时,又避免小波估计系数与原始信号的小波系数存在恒定偏差。研究表明:竖腹杆损伤在基于离散点云的三维重建模型中形成稳定的低频特征信号,损伤杆件附近的特征曲率变化较为显著,验证了文中特征曲率与结构损伤相关性分析的理论推导;通过基于弦长的离散点特征曲率计算方法和基于改进阈值函数的小波降噪处理算法相结合,可以大部分消除原始曲率曲线信号中的高频噪声信号,识别出损伤的低频特征信号;根据改进阈值小波降噪后的特征曲率曲线可以大致判断竖腹杆损伤程度和损伤位置,验证了基于特征曲率和改进阈值小波降噪的结构三维点云损伤识别方法的可行性。
【学位单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U446
【部分图文】：

桥梁结构是交通生命线，任何阻碍和中断交通所造成的损失远非工程本身价所能比拟[1, 2]。因此为了保证桥梁结构的安全运营，人民的生命财产安全得到保证，需要定对桥梁结构进行相应地健康检查和养护管理。通过合适的健康监测手段可以及了解结构的运营状态，特别对于初期的结构损伤，能及时发现并进行适当的维修固。保证了桥梁结构的安全运营，避免了重大事故的发生，以及避免了所带来的碍和中断交通所造成的重大损失。(a) 重庆红泥大桥; (b) 福建武夷山公馆大桥;

图 1-2 经常性安全检查根据规定检查周期，对桥梁主体结构及其附主要依靠桥梁检测车或搭设支架对桥梁结构水准仪、回弹仪、裂缝观测仪等设备完成桥梁梁外观及某些物理及力学性能进行检测，如图距离观查或检测，其优点在于切实有效，可点在于：a. 费用高，作业时间较长，检查效率 b. 机动性较差，通常检测时需要中断交通大影响；c. 存在人员安全隐患，桥检车仅为果同样依赖于从业人员的工程经验和判断能现，所以国内外普遍采用。

图 1-2 经常性安全检查（2）定期检查定期检查是指根据规定检查周期，对桥梁主体结构及其附属结构物的健行全面检查。主要依靠桥梁检测车或搭设支架对桥梁结构近距离观查或检借助经纬仪、水准仪、回弹仪、裂缝观测仪等设备完成桥梁的全面检查，手段可以对桥梁外观及某些物理及力学性能进行检测，如图 1-3、图 1-4 所为作业人员近距离观查或检测，其优点在于切实有效，可信度高，有一定据结果。但缺点在于：a. 费用高，作业时间较长，检查效率较低，难以掌体健康状况； b. 机动性较差，通常检测时需要中断交通或减少行车道数面交通带来较大影响；c. 存在人员安全隐患，桥检车仅为检测人员提供，部分检查结果同样依赖于从业人员的工程经验和判断能力。但是由于该有效、容易实现，所以国内外普遍采用。
【参考文献】

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本文编号：2879640