基于間接測(cè)量法和連續(xù)小波變換的橋梁損傷識(shí)別.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和交通設(shè)施的逐步完善，橋梁監(jiān)測(cè)已成為工程監(jiān)測(cè)中一項(xiàng)愈發(fā)重要的課題。傳統(tǒng)的橋梁監(jiān)測(cè)方法為：通過(guò)安裝于橋梁結(jié)構(gòu)上的感應(yīng)器，直接監(jiān)控橋梁的振動(dòng)情況，從而獲取橋梁的動(dòng)力特性，這種方法即為直接測(cè)量法。而間接測(cè)量法的理念為：利用安裝有感應(yīng)器的移動(dòng)小車駛過(guò)橋梁發(fā)生的車橋耦合作用，從車體的加速度響應(yīng)間接提取橋梁的動(dòng)力特性。此方法是由楊永斌教授于2004年提出的一種新型測(cè)量方法。相較于直接測(cè)量法，間接測(cè)量法不但經(jīng)濟(jì)節(jié)約、快捷便利，并且還

2、能避免感應(yīng)器維護(hù)更替困難、儲(chǔ)存數(shù)據(jù)海量等難題。現(xiàn)如今，此方法在理論和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中均得到了印證。
　　本研究之目的在于建立帶有損傷單元的橋梁模型，進(jìn)而討論基于間接測(cè)量法的新型損傷識(shí)別方式的可行性。將損傷單元假設(shè)為一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)約束彈簧和一個(gè)豎向約束彈簧，兩個(gè)彈簧共同連接在其他普通梁?jiǎn)卧?，以此表示橋梁剛度的折減。量測(cè)車依然采用單自由度小車作為研究對(duì)象，通過(guò)彈簧與阻尼器與橋梁聯(lián)系。具體的橋梁損傷識(shí)別方法為：通過(guò)車體響應(yīng)獲取橋梁結(jié)構(gòu)的損傷信息，

3、引入連續(xù)小波變換的信號(hào)處理方式，從而判定損傷發(fā)生的位置；同時(shí)，根據(jù)小波系數(shù)的擬合方程提出可靠的損傷指標(biāo)，進(jìn)而對(duì)橋梁損傷程度進(jìn)行評(píng)估。綜合考慮小波函數(shù)的特性和選取原則，本研究采用的小波函數(shù)Db4表現(xiàn)良好。另外，本文還針對(duì)量測(cè)車的特性進(jìn)行了參數(shù)化的討論。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，車體越重、車體彈簧越剛、驅(qū)車速度越大，小波系數(shù)幅值均有適當(dāng)增加，但識(shí)別靈敏度提高的效果不大明顯。驅(qū)車速度的選擇需恰當(dāng)，速度過(guò)小不利于激勵(lì)橋梁振動(dòng)進(jìn)而影響識(shí)別靈敏度；同時(shí)也應(yīng)該避免