基于小波分析的橋梁裂縫檢測研究.pdf

1、各種缺陷(如裂縫等)的存在，嚴(yán)重威脅結(jié)構(gòu)的安全，如何識別缺陷的存在和大小一直是人們關(guān)心的問題。但目前已有的無損檢測方法，由于其抗干擾能力和精確度低，對一些微小，隱蔽的損傷往往會造成錯判、漏判。因此，研究和發(fā)展新的橋梁損傷識別方法是非常有意義的。
　　本課題研究的目的在于通過利用小波工具對橋梁信號進(jìn)行分析，識別出損傷位置和損傷程度，為將小波分析方法應(yīng)用于實際健康監(jiān)測和檢測提供參考依據(jù)。
　　本文利用ANSYS有限元分析軟件仿真

2、帶裂縫的三跨變截面梁和移動荷載作用下簡支梁，對其位移信號進(jìn)行小波分析，通過利用不同小波工具箱對其信號進(jìn)行分析，證實了小波分析方法在橋梁健康監(jiān)測和檢測中的可行性。本文研究內(nèi)容及其研究成果主要包括以下幾個方面：
　　(1)基于目前利用小波方法對橋梁結(jié)構(gòu)損傷識別的模型多為等截面梁的特點，本文對變截面梁模型進(jìn)行了研究。通過對變截面梁進(jìn)行模態(tài)分析，提取出縱向位移信號和撓度位移信號，利用小波變換方法和小波包方法對其信號進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)兩種方法都

3、能很好的識別出裂縫的位置，而且其縱向位移信號較撓度位移信號識別效果較好。
　　(2)由于曲率模態(tài)與撓度位移模態(tài)之間是二階導(dǎo)數(shù)關(guān)系，本文通過將位移模態(tài)轉(zhuǎn)換成曲率模態(tài)后，對曲率模態(tài)信號進(jìn)行小波變換。結(jié)果表明，利用小波變換對曲率模態(tài)信號進(jìn)行分析能很好的識別出裂縫的位置，對于多處裂縫的情況下，結(jié)合多階模態(tài)識別效果更好。
　　(3)為了考慮移動荷載位置對橋梁裂縫識別的影響，本文利用MexicanHat小波對荷載移動到不同位置時梁上各點

4、撓度信息和梁上(1/4,2/4,3/4)跨處的位移時程信號進(jìn)行連續(xù)小波變換，通過觀察小波系數(shù)模極大值位置確定裂縫的位置或移動荷載經(jīng)過裂縫位置的時刻。為了確定損傷程度，引入了Lipschitz指數(shù)概念，同時，為了計算方便，編寫了一個計算Lipschitz指數(shù)的程序。
　　(4)利用cgau2小波對考慮移動荷載和風(fēng)荷載耦合作用下的簡支梁進(jìn)行連續(xù)復(fù)小波變換，通過結(jié)合觀察實部小波系數(shù)模極大值和虛部小波系數(shù)反對稱點位置來對梁的裂縫位置進(jìn)行識