基于環(huán)境振動響應的橋梁損傷識別.pdf

1、損傷識別技術是目前橋梁健康監(jiān)測研究的關鍵問題之一?；跀抵的Ｐ偷膿p傷識別研究已經不能從真正意義上滿足結構小損傷的要求?？紤]到橋梁結構較多的不確定因素、復雜的工作環(huán)境以及由此而引起的結構動力特性的變異性，本文提出了抗噪能力強、環(huán)境適應性好、對中、小損傷敏感的損傷識別新方法，并通過兩跨連續(xù)梁試驗驗證該方法的有效性。 本文綜述了基于結構響應的損傷識別的理論研究現狀和發(fā)展。從比較線性、非線性和其它時頻方法用于非平穩(wěn)信號分析的優(yōu)缺點入手，

2、引出了適用于環(huán)境振動響應分析的Hilbert-Huang變換，詳細地闡述了Hilbert-Huang變換的基本組成——經驗模式分解和希爾伯特變換，并指出Hilbert-Huang變換在非平穩(wěn)信號處理方面的優(yōu)越性和有待改進的方面；同時介紹了本文采用的模式識別系統(tǒng)的主要組成，如何將模式識別系統(tǒng)引入到土木工程領域，并使其適用于結構的健康監(jiān)測也是本文的一項重要任務。 本文提出了一種橋梁結構損傷識別的新方法。首先對采集的環(huán)境振動下的結構響

3、應進行預處理，由于經自適應性強的經驗模式分解任何復雜的時間序列都可分成小尺度的本征模式函數，從而可利用Hilbert-Huang變換提取各個尺度上的基于結構瞬時特性的瞬時幅值特征，繼而形成瞬時幅值特征樣本空間，對該樣本空間設定閾值進行特征樣本的選取以剔除噪聲等對結構損傷識別造成影響的樣本，最后對選擇后的特征樣本進行點到集合的標準歐氏距離度量，實現結構的二類模式識別從而診斷結構損傷是否發(fā)生。同時，本文在損傷位置的標定方面也做了相應的探討，

4、利用與瞬時幅值對應的瞬時頻率的特征樣本修正均值標出了損傷位置。 在對試驗室原有的有機玻璃模型梁段改進的基礎上，采用試驗方法對本文提出的方法進行檢驗。在試驗室環(huán)境條件下，利用小車激勵兩跨連續(xù)模型梁段采集梁段結構的加速度響應，進行數據處理驗證了本文方法的有效性。同時，討論了特征選擇中不同閾值選取、傳感器數量大小和損傷處是否安置傳感器對該方法的影響。指出整套損傷識別方法具有通用性，可適用于其它的時間序列損傷特征參數。最后提出了這一研究