移动荷载下桥梁损伤识别
桥梁结构损伤识别简介
0 v
Ω
vT C
b 1Iα
10
v [v1,vl ]T Ω [kj ], j, k 1,2,,l, kj K (uk ,u j )
• 核函数的选择 多项式核函数、Gauss径向基核函数和Sigmoid核函数等
➢ 损伤识别模型
l
f (u) sgn( vii K (ui ,u)) b) i1
• Bayesian classiห้องสมุดไป่ตู้iers
• K-nearest neighbor rules
Statistical Learning Theory
• Support vector • Network
classifiers
所采用过的识别方法
➢ 模式识别方法
• 思路复杂，求解复杂；
• 考虑了随机因素，易得与实际相符的结果；
目录
1
损伤识别特点
2
所采用过的识别方法
3 基于统计学习理论的模式识别方法
损伤识别特点
➢ 损伤识别 土木结构损伤识别主要是针对具体的土木工程结构，利用各
种监测到的结构整体响应数据（位移、应变、内力、加速度等） ，结合信号处理、人工智能、数理统计、随机过程等相关学科的 知识，对结构有无损伤、损伤的类型、严重性、位置和程度等进 行合理评判。
基于统计学习理论的模式识别方法
➢ 关键步骤
基于统计学习理论的模式识别方法
➢ 构建损伤指标
• 与统计学习理论的具体实现算法相匹配 • 可分性 • 抗噪声性
➢ 优化样本库
• 结构状态 • 荷载种类 • 样本选择
核子空间样本选择方法
基于统计学习理论的模式识别方法
➢ 选择具体实现算法
• 支持向量机算法的选择 最小二乘法支持向量机
共扼梯度法对简支梁桥的损伤识别研究
了一些成就 ， 但离实际的应用还有一 段距 离 。桥梁 结构损 伤 识别主要有静 力 和 动力损 伤 识 别 ， 以及 两 者结 合 的损 伤 识
别。然而 ， 因为动力识 别 的优 越性 ， 目前基 于动力 的结 构 损
位 移 计 布 置
图 １ 简 支 梁模 型 示 意
Ｍ ｘ （ ｔ ）＋Ｃ ｘ （ ｔ ） ＋ （ ｔ ） ＝ ｔ ）
式， 则可 推导 出 Ⅳ， 个单元 的灵敏度 问题方程 ：
２ 简 支梁 模型 与 动力 学方 程
图 １为简支梁模型 ， 分成 １ Ｏ个单元 ，１ １个节点 ， 每个 单
１
元 长度为 ４ ｍ， 横截 面积 １ ｍ ， 截面惯 性矩 为 ｍ ， 弹性模
１二
［ 定稿 日期］ ２ ０ １ ３— ０ ７—１ ９ ［ 作者简介 ］ 朱泽文（ １ ９ ８ ５一） ， 男， 硕 士 生； 方 有亮 （ １ ９ ６ ６
估。单一损伤 时， 任 意假 定初 始损伤值 ， 通过 迭代 ， 修 正 刚度 参数模 型 ， 得到 与 实际损 伤程度 接近 的参数值 ，
识别效果较好 。当损伤单元较 多时 ， 结合遗传 算法 ， 由该算 法得到 的参数值 ， 作 为共轭 梯度 方法的初始值 ， 迭 代 实现对损伤程度的识别 。为更好地模 拟实 际的情况 ， 将 噪音引入 ， 检验 该混合方法对噪音的抗干扰 能力。
效 果。
（ ￡ ） ， 在这 表示 当第 个 单元 的参数发 生变 化时 ， 第ｉ
个 节点位移变 化量 。将 Ｋ ｌ 用 Ｋ ＋Ａ Ｋ ｉ ６ ， （ ｔ ） 用 （ ｔ ）＋
（ ｔ ） 替代 ， 代 人式 （ １ ） 中， 且与（ １ ） 式 相减 ， 忽 略二 阶微量
基于时间元模型的复杂桥梁结构移动荷载识别
第３ ９卷
第 ９期
天
津
大
学
学
报
Ｖ０ ． ９ Ｎｏ ９ １３ ． Ｓｅ ２ ０６ ｐ． ０
２０ ０ ６年 ９月
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｉｎｉ ｎｖ ｒ ｉ ｏ ｒ ａ ｏ ａ ｊ Ｕ ｉｅｓ ｙ Ｔ ｎ ｔ
基 于 时 间元模 型 的 复 杂桥 梁 结构 移 动 荷 载 识 别
பைடு நூலகம்
时 为提 高计 算 精 度 ， 载 主 梁 单 元 形 函 数 采 用 ５次 Ｈ ｒ ｉａ 值 函数 ， 得 到 桥 梁 的 离散 振 型 与 模 态参 数 ； 用 归 承 ｅｍｔ ｎ插 ｉ 并 利
一
的时间元模型 ； 为解 决荷 载识 别的不适 定性 ， 利用截断奇异值 分解 的正则 化方法 由应 变和位 移 响应 得到移 动荷 载 的稳定解． 数值分析结果表 明， 该方法能有效地识别复杂结构的移动荷载 ， 别精度 高 ， 识 抗干扰能力强． 关键词 ：复杂桥梁 ；移动荷载 ； 识别 ； 时间有限元 ； 加权残值法 ；截断奇肄值分解 ； 正则 化 中图分 类号 ：ｕ ４ ； ３７ Ｔ ３ ｌ ４ ｌ ０ ２ ；Ｕ ｌ 文献标 志码 ：Ａ 文章编号 ：０９ — ｌ７ ２ ０ ）９ １ ３ ０ ４ ３ ２３ （０ ６ ０ — ０ — ５ ４
Ｉ ｎｔｆｃ ｔｏ ｆＭ ｏ ｉ ａ ｓ ｆ ｒ Ｃｏ ｐｌｘ Ｂｒｄｇ ｔ ｕ ｔ ｅ ｄｅ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｉ ｖｎｇ Ｌｏ ｄ ｏ ｍ ｅ ｉ ｅ Ｓ ｒ ｃ ｕｒ ｓ
Ｂａ ｅ ｎ Ｔｉ ｅ Ｆｉ ｉｅ Ｅｌ ｍ ｅ ｏ ｌ ｓ ｄ ｏ ｍ ｎ ｔ ｅ ｎｔＭ ｄｅ
李 忠献 ，陈 锋
（ 天津大学建筑工程学 院 ， 天津 ３ ０ ７ ） ００ ２
桥梁结构损伤识别方法综述
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｂ ｉｄ ｒ ｇ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ； ｄ ａ ｍａ ｇ ｅ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ； ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｆ ｙ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ
桥梁 是满足交通的重要 组成 部分 ， 对 社会经 济的发展起 到 关键作 用。但桥 梁结构 在长期 超载运 营 中肯定会 出现 损伤 以 及 安全隐患… 。想 要保 证桥 梁的安全 运营 ， 就必 须不时 的对 桥 梁进 行 整 体 检 测 ， 而最 有 效 的 方 法 就是 研 究 结 构 的 损 伤 识 别 ｊ 。桥梁检测 能准确 地检查诊 断 出桥梁 内部 的各种损 伤
ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ．Ｆ ｕ ｔ ｒ ｈ ｅ ｒ ｍｏ ｒ ｅ ， ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｋ ｎ ｏ ｗ ｌ ｅ ｄ ｇ ｅ ｏ ｆ ｂ ｉ ｒ ｄ ｇ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ ｉ ｍ ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｎ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｂ ｉ ｒ ｄ ｇ ｅ ｄ ａ ｍ ａ ｇ ｅ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ —
关键 词 ： 桥 梁检 测 ； 损伤 识别 ； 识 别 方 法
Ｂｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕｒ ｅ ｄ ａ ｍａ ｇ ｅ ｉ ｄｅ ｎ ｔ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｅ ｒ ｅ ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗｅ ｄ
Ｊ ｉ ａ Ｍｉ ｎ ｇ ｘ ｉ ａ ｏ Ｌｉ ａ ｎ Ｘｉ ｎ
Ｎｏ ｒ ｔ ｈ Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｗａ ｔ ｅｒ Ｒｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ ，Ｚｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ｏ ｆ Ｈｅ ｎ ａ ｎ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ ４ ５ ０ ０ ０ ０ Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｉ ｓ ｉ ｒ ｃ ｈ ｉ ｎ ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ｃ ａ ｐ ｅ，ｔ ｏ ｍｅ ｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｆ ｆ ｉ ｃ ｄ ｅ ｍａ ｎ ｄ，ａ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｂ ｉｄ ｒ ｇ ｅ ａ ｃ ｒ ｏ ｓ ｓ ａ ｒ ｉ ｖ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｖ ｉ ａ ｄ ｕ ｃ ｔ ａ ￣ ｓ ｅ ｓ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｓ ｔ ｏ ｒ ｉ ｃ ｎｏ —
桥梁结构的损伤识别方法与实践案例分析
桥梁结构的损伤识别方法与实践案例分析桥梁是重要的基础设施，承担着城市交通和物流网络的重要角色。
然而，由于长期使用、自然灾害和人为因素等原因，桥梁结构会出现不同程度的损伤。
为了保障桥梁的安全和可靠运行，损伤识别方法和实践案例分析显得尤为重要。
损伤识别是指通过对桥梁结构进行检测、分析和评估，以确定损伤的位置、类型和程度。
在实践中，我们可以通过多种手段进行损伤识别，包括visually inspection（目测检查）、structural health monitoring （结构健康监测）和non-destructive testing（非破坏性测试）等方法。
首先，目测检查是最基本也是最常用的损伤识别方法之一。
通过观察桥梁的外观、表面裂缝、变形等情况，可以初步判断桥梁是否存在明显的损伤。
然而，目测检查受到限制，无法发现深埋在结构内部的潜在损伤，所以需要结合其他方法进行进一步的评估。
其次，结构健康监测是一种基于传感器技术的桥梁损伤识别方法。
通过安装传感器设备，可以实时监测桥梁结构的变形、振动和应力等参数。
通过分析监测数据，可以判断桥梁是否存在异常情况，并进行相应的检修和维护。
结构健康监测可以实现对桥梁结构的长期、全面的监测，提供了较为准确的损伤识别手段。
此外，非破坏性测试也是一种常用的桥梁损伤识别方法。
非破坏性测试是指在不影响桥梁结构完整性的情况下，通过利用物理学原理和测试仪器，对桥梁进行检测和评估。
常用的非破坏性测试方法包括超声波检测、雷达检测、磁粉检测等。
这些方法可以探测深埋在结构内部的损伤，提供了一种全面、可靠的损伤识别手段。
在实践中，我们结合以上多种方法进行桥梁损伤识别的综合分析。
例如，在目测检查中发现桥墩存在裂缝，可以借助结构健康监测系统对桥墩的变形和振动进行实时监测，以了解裂缝是否进一步扩展，评估桥墩的结构安全性，并采取相应的修复措施。
如果需要进一步确认桥墩的损伤程度，可以使用非破坏性测试技术对裂缝进行检测和评估。
桥梁负载激励下结构损伤识别技术
桥梁负载激励下结构损伤识别技术一、桥梁负载激励下结构损伤识别技术概述桥梁作为重要的交通基础设施，在现代社会中扮演着至关重要的角色。
随着使用年限的增长以及自然灾害、车辆超载等人为因素的影响，桥梁结构的损伤问题日益凸显。
为了确保桥梁的安全运营和延长使用寿命，对桥梁结构进行损伤识别和评估变得尤为重要。
桥梁负载激励下结构损伤识别技术，便是在桥梁正常运营过程中，通过监测桥梁在荷载作用下的响应，来识别和评估桥梁结构的损伤情况。
1.1 桥梁损伤识别技术的核心特性桥梁损伤识别技术的核心特性主要包括以下几个方面：实时性、准确性、可靠性和经济性。
实时性是指能够及时地监测桥梁在荷载作用下的响应，及时发现损伤；准确性是指能够准确地识别出桥梁的损伤位置和程度；可靠性是指识别结果的稳定性和可信度；经济性则是指在保证识别效果的同时，尽量减少成本投入。
1.2 桥梁损伤识别技术的应用场景桥梁损伤识别技术的应用场景非常广泛，包括但不限于以下几个方面：- 定期检查：对桥梁进行定期的结构健康监测，及时发现并评估损伤。
- 应急响应：在自然灾害或突发事件后，快速评估桥梁的损伤情况，为决策提供依据。
- 维护管理：为桥梁的维护和维修提供科学依据，优化维护计划。
- 安全评估：对老旧桥梁进行安全评估，确保其在规定的使用年限内安全运营。
二、桥梁负载激励下结构损伤识别技术的实现桥梁负载激励下结构损伤识别技术的实现是一个复杂的过程，需要综合运用多种技术手段和方法。
2.1 桥梁损伤识别的理论基础桥梁损伤识别的理论基础主要包括结构动力学、信号处理、模式识别等。
结构动力学研究桥梁在荷载作用下的动态响应特性；信号处理技术用于提取和分析桥梁响应信号中的特征信息；模式识别技术则用于根据提取的特征信息识别桥梁的损伤状态。
2.2 桥梁损伤识别的关键技术桥梁损伤识别的关键技术包括以下几个方面：- 传感器技术：通过在桥梁关键部位安装传感器，实时监测桥梁的应力、位移、振动等响应。
桥梁结构损伤检测及安全性评估
桥梁结构损伤检测及安全性评估摘要：近年来，随着我国交通运输事业的发展，桥梁的重要性越来越大，其通行能力、承载能力和结构安全是交通正常运行的关键，但由于交通量的增大、重型汽车的增加以及人类或自然环境影响，我国现役桥梁劣化程度严重，桥梁结构损伤检测和安全评估成了桥梁功能和安全的重要保证。
本文介绍了目前国内外采用的桥梁结构损伤检测和安全性评估的主要方法，并总结了这些方法的使用现状和不足之处。
关键词：桥梁结构损伤检测安全性评估引言近年来，随着我国交通运输事业的发展，桥梁的重要性越来越大，其通行能力、承载能力和结构安全是交通正常运行的关键，但由于交通量的增大、重型汽车的增加以及人类或自然环境影响，我国现役桥梁劣化程度严重。
对桥梁结构损伤进行检测和安全性评估，及早发现桥梁结构上的缺隐或损伤，对于保证桥梁的安全运行有着极为重要的实际意义。
一、桥梁损伤检测技术现状为了掌握桥梁的技术状态，及时进行加固整修，确保桥梁运营安全，延长桥梁结构的使用寿命，防止交通安全事故的发生，目前全球各国都在积极开发桥梁结构损伤检测技术和安全性评估技术，包括振动测试法、冲击振动试验法、超场波检测法等多种桥梁结构损伤检测技术。
在具体应用中，对既有桥梁进行损伤检测和安全性评估时，主要采用静力评估法和动力评估法两种方法。
其中，静力评估法又称为荷载试验法，其基本思路是用等效于设计荷载的车辆荷载来对桥梁进行加载，以测量桥梁的应变和挠度等指标，同设计值进行比较，从而通过检验系数来对桥梁的状态进行评估。
动力评估法是利用振动检测技术对桥梁结构损伤进行检测的方法，其基本思路是对结构模态参数进行检测，从结构模态参数的改变来判定桥梁结构是否存在损伤，并利用结构破坏前后动力学特性的变化来诊断出结构的损伤。
总的来说，近年来在桥梁损伤检测和安全性评估方面的研究，已经取得了极大的发展，但依然存在众多问题，究其主要原因，一方面是因为桥梁结构的复杂性和材料的多样性，其各个部分的应力状态、动力特性、刚度等差异较大，用单一的动力特性变化指标很难评估桥梁结构的整体状态。
频谱分析在桥梁结构损伤识别中的应用
频谱分析在桥梁结构损伤识别中的应用作者：林洁琼谢长洲来源：《西部交通科技》2020年第10期摘要：文章基于頻谱分析在桥梁结构监控数据处理中的作用，通过建立简易连续梁模型，利用有限元分析得到结构在移动荷载作用下的加速度时域信号，并通过频谱分析软件获得频谱图，对频谱图上的频率点做统计分析，以判别结构是否发生损伤。
这种频谱分析方法对结构损伤识别研究具有一定的理论价值。
关键词：结构损伤;不确定性;频谱分析;快速傅里叶变换0 引言结构产生不同程度的损伤往往是由于长期的疲劳以及外界的腐蚀，再加上一些自然灾害如火灾、地震、冰雪等作用引起的，导致结构的性能发生改变。
随之而来的考验便是如何判断结构在损伤后的残存力和可靠性，从而决定是否对结构进行加固或继续使用，这也是近些年国内外学者们研究的热门课题。
要解决这一问题，必须正确判断受损结构的实际状态。
对结构检测的目标是确定或估计结构损伤的实际状态，保证结构的可靠度[1]。
然而，当人们在未知损伤发生位置和损伤程度的情况下，更应该对结构进行整体和全面的检测，从而通过对获得的数据进行分析和诊断来判断结构的性能。
于是，基于动力试验的损伤检测方法在结合了高效率、高精度的数字信号分析技术后，通过有限的测点信息能够较好地把握结构整体性，已经成为结构健康检测的重要手段[2]。
这种对结构从动力特性的变化判断损伤的检测技术，是根据结构受损后其物理性能发生改变而导致其动力特性发生变化的原理进行的检测方法，这也是为了满足当今实际工程结构尤其是复杂结构整体监测的需求而提出的一种新思路。
采用动力试验损伤识别是指通过对结构进行的动力学试验，取得例如振型、频率、阻尼比等振动模态参数，根据获得的振动模态参数的变化来作为结构损伤与否的依据。
前期多采用共振试验法进行结构系统的试验，但共振试验误差随其固有频率的密集性增加而增加，到了20世纪60、70年代，由于计算机技术和快速傅立叶变换在结构振动试验中的应用，使得频谱分析得以应用在结构的动力学试验中，更有利于辨识结构的动力特征[3]。
桥梁结构损伤识别评价应用技术研究
应用有限元软件 Ａ Ｙ ＮＳ Ｓ分析验证试验检测的挠度可靠性。
关 键 词 ：桥 梁 结 构 ； 伤 识 制 ； 用技 术 损 应
中图分类号 ：Ｕ４５ ４
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ： ００ ８３ （ １）０ ０ １— ２ １０ — １６２ ０２ — ０ ５ ０ ０
随着桥梁在交通运输 中占据 日益重要的地位 ，桥梁设计 理 论 和施工技术 的不断进步使得桥梁跨度 不断有新 的突破 ，结构 形式也 日趋复杂 。但是 ， 目前中 、 龄桥 梁在 国内陆路交通 网络 老 中占相当的 比重 ， 随着 桥龄的增长 ， 由于环境 、 气候等 自然 因素 的作用 、 日益 增加 的交通量及重 车 、 超重 车过桥数量 的不 断增 加 和人为事故等因素 ， 不少桥梁 已出现严重的功能退化情况 。而建 造 和维护大型桥梁需要耗费大量的人力 、 物力和财力 ， 滞后 于桥 梁建设与发展的综合监测及评估手段 ，使桥 梁管理层和决策层 无法对其整体使用性能做 出客观准确 的评估 ，因此也无法采用 低成本 、 高效益 的维修养护方法 。在 这种形势下 ， 建立与之相适 应相匹配的桥梁综合监测与评 估系统成 为桥 梁界研究的热点之
行小余量的磨削但要注意控制磨削时的温度 ， 以免影响强化效果。 （） ２ 滚压 、 辗光 。 用工具钢 制成 的钢滚轮或钢珠在零件表面上 进 行滚压 、 辗光 ， 使表面层材料产生塑性流动 ， 而形成新 的光洁 从 表 面 ， 糙度 Ｒ 值 可从 １ ｍ 降低至 ０１ ｍ， 粗 ａ ．ｕ ６ ． ｕ 表面硬化 深度达
１ ． 基 于 结构 固有 振 动 频 率 的损 伤识 别方 法 ．１ ２ 在动力参数 中 ， 固有频率是 比较 容易获得 的一个参数 ， 识别
精度高 ， 因此是损伤中应用 比较广泛 的模态参数 。由结构动力特
利用移动主成分分析识别结构损伤
选择合适的移动窗口，将恒定大小的移动窗口随着时 间沿矩阵U移动，计算每次移动窗口内的主成分,第人次 移动后,移动窗口内的数据可表示为：
-p ( U )
”、 U(u =
pl(U： + l)
p2(U)
p2(U： + l)
…p(u)… ： p(U： +l) 。
-p(u+”) p2(u+”)…p(u + ”)其中2=l,2,3,…，(n -w)为窗口移动的次数;”为移
a）第1阶主成分
.）第1阶主成分对应特征值
图6数值模拟数据损伤指标变化图
由图6可以明显看出，依次对所拼接的时间序列进行
MPCA分析时,不论结构损伤程度大小,一旦结构特性发生
改变，时间序列的第一阶主成分和对应特征值均会出现突
变，准确识别出损伤发生时刻，监测出结构异常状态。
3简支梁模型实验
3.1 实验方案
由实验数据结果表明，在四种不同损伤工况下,时间序 列数据的损伤指标均在2 000 s时刻发生了突变，准确识别 出了损伤时刻。损伤指标突变量并不是随着结构损伤程度
桥梁损伤识别综合研究
桥梁损伤识别综合研究桥梁损伤识别综合研究桥梁损伤识别是保障桥梁结构安全的重要环节。
通过综合研究和分析，我们可以有效地识别桥梁的损伤，并及时采取相应的维修和加固措施。
下面将介绍桥梁损伤识别的步骤和思路。
第一步是收集桥梁的结构信息和历史数据。
了解桥梁的设计参数、建造材料、结构类型和施工年代等信息，以及桥梁的使用状况和维护记录。
这些信息有助于我们对桥梁的结构特点和可能存在的问题有一个初步的了解。
第二步是进行现场调查和观测。
我们需要亲自前往桥梁现场，对桥梁进行详细的检查和观测。
这包括对桥梁的主要构件、支座、伸缩缝、铺装层等进行视觉检查，以及使用工具进行测量和测试。
通过观察和记录桥梁的表面状况、裂缝、变形等情况，可以初步判断桥梁是否存在损伤。
第三步是进行非破坏性检测。
非破坏性检测是一种可以在不破坏桥梁结构的情况下，通过特定的方法和设备检测桥梁的内部状况和缺陷的技术。
常用的非破坏性检测方法包括声波检测、超声波检测、红外热像检测等。
通过这些方法，我们可以获取桥梁结构的内部信息，如钢筋锈蚀、混凝土裂缝等。
第四步是进行数据分析和评估。
在收集到桥梁结构信息和各种检测数据之后，需要对这些数据进行分析和评估。
通过对数据的处理和比对，可以得出桥梁结构的健康状况和损伤程度。
同时，还可以使用数学模型和有限元分析等方法，对桥梁进行结构强度和稳定性的评估。
最后一步是制定维修和加固方案。
根据桥梁损伤的识别结果和评估，我们可以制定相应的维修和加固方案。
这可能涉及到更换损坏构件、修补裂缝、补强支座等措施。
在制定方案时，需要考虑桥梁的使用寿命、经济性和施工可行性等因素。
综上所述，桥梁损伤识别是一个复杂的过程，需要综合运用不同的方法和技术。
通过逐步的思考和分析，我们可以准确地识别桥梁的损伤，并采取适当的措施来保障桥梁的结构安全。
桥梁损伤识别
桥梁结构的损伤检测与识别技术研究综述摘要：随着桥梁建设的持续发展，桥梁结构的形式和功能也日趋复杂，桥梁的修补和加固也越来越受到关注。
桥梁建成通车后，由于受气候、环境因素以及人为因素的影响，结构材料会被腐蚀和逐渐老化，长期的静、动力荷载作用，使其强度和刚度随着时间的增加而降低。
这不仅会更会使桥梁的使用寿命缩短，更严重的会影响交通行车安全，危机人的生命。
桥梁结构的检测、监测作为结构安全养护、正常使用的保证措施之一受到关注，如何对桥梁结构进行质量检测和安全监测也已成为国内外学术界、工程界研究的热点。
本文主要研究桥梁结构损伤识别方法的发展和应用情况。
关键词：桥梁结构损伤识别引言：桥梁结构作为现代交通系统的重要基础设施，其安全运营关系着国家财产和人民生命的安全，以及社会稳定。
国内外桥梁垮塌事件屡屡发生，如，1999年重庆彩虹桥垮塌、2004年辽宁盘锦大桥垮塌、2006年广东深汕高速公路桥梁垮塌、2007年中国广东佛山九江大桥垮塌、2008年云南曲靖独木水库孙家马场大桥垮塌、2009年黑龙江省哈伊公路铁力路段西大桥垮塌等事件，严重威胁着国家财产和人民生命的安全、严重影响了经济社会的发展和稳定。
因此，为保证桥梁结构安全与健康的运营，确保人民生命、国家财产的安全，对桥梁结构损伤识别提出了越来越高的要求，结构损伤识别方法和技术的研究已成为业界的研究重点和热点一、结构损伤识别理论目前结构的损伤识别常用的方法有如下几类，1）静态识别法：基于静态测试数据，施加的主要是静力荷载；2）动态识别法：基于振型、振型曲率、结构固有频率、结构柔度、频响函数等动力特性变化的识别方法；3）智能识别法：利用神经网络、遗传算法、小波变换属于智智能识别法。
桥梁结构损伤识别的主要任务就是通过实际测量数据，对结构是否有损伤、损伤种类、损伤位置、损伤程度等做出准确、合理的判断。
桥梁结构的损伤识别方法大致可分为局部法和整体法两大类。
桥梁结构损伤识别局部检测法具有目标针对性强，检测结果具体、准确等优点；同时也存在需要预先知道损伤部位，且受检测部位的测试条件限制较大，无法对大型结构进行全面检测等不足。
联合移动主成分分析与传递熵的桥梁损伤识别方法
联合移动主成分分析与传递熵的桥梁损伤识别方法作者：聂振华杨卫星程良彦马宏伟来源：《振动工程学报》2020年第05期摘要：提出了聯合移动主成分分析与传递熵的识别方法进行桥梁结构损伤定位。
首先以桥梁跨中位置作为分界点，将安装的传感器分成两等份，构成两部分原始数据矩阵。
定义一移动窗口分别同步截取两个数据矩阵，将窗口内数据进行主成分分析计算。
在时间轴上移动窗口，得到对应两个第一特征值时间序列。
再使用窗口化的传递熵方法对两个第一特征值时间序列进行传递熵计算，并提取出新的损伤因子。
利用移动车辆经过损伤位置时，损伤因子产生突变来定位损伤。
引入单边上限阈值理论，增强方法的鲁棒性。
数值模拟和实验结果均表明，此方法能够较精确定位损伤。
此方法无需建立结构有限元模型作为基础，为一种数据驱动方法，适用于实际工程。
关键词：损伤识别;桥梁;移动主成分分析;传递熵;移动窗口中图分类号：TU 312+.3;TU445.7文献标志码：A 文章编号：1004-4523（2020）05-1062-11DOI：10.16385/ki.issn.1004-4523.2020.05.021引言由于腐蚀和材料老化等因素，导致桥梁结构性能降低甚至出现损伤，严重影响交通的正常运营和人民生命财产安全。
因此，桥梁结构的安全监测和损伤识别尤为重要，已成为当前研究的热点问题。
目前，基于动力响应的结构损伤识别方法为当前主流方法，适用于大型结构。
然而，在工程应用中，基于动力响应的方法往往需要安装大量的传感器，导致采集的海量数据难以处理。
寻求一些方法从这些数据中提取损伤信息成为一个关键问题。
主成分分析的方法（Principal Component Analysis，PcA）可将高维特征空问数据转化为一个低维空问数据，去除冗余信息，并且保留原始数据中的有用信息。
结合这一特性，PCA方法在结构安全监测中得以广泛应用，但其缺点是无法法揭示结构的安全状态随时问的变化，因此无法满足实时监测要求。
桥梁结构损伤识别简介课件
基于图像的方法是一种通过分析桥梁结构的图像信息，利用图像的变化来识别损伤的方法。
这种方法通常需要安装摄像头或无人机等设备，以采集图像。
基于图像的方法包括边缘检测方法、形态学方法等。
03
CHAPTER
损伤识别算法原理及实现
基于模型的方法原理
通过建立桥梁结构模型，利用模型参数的变化来识别损伤。通常需要使用数值模拟方法，如有限元分析、有限差分分析等，来建立模型并模拟损伤情况。
05
CHAPTER
损伤识别技术的发展趋势和挑战
智能化损伤识别方法
01
随着人工智能和机器学习技术的发展，利用神经网络、深度学习等智能化方法进行损伤识别成为研究热点。这些方法能够自动提取损伤特征，提高损伤识别的准确性和效率。
多学科交叉融合
02
桥梁结构损伤识别涉及到结构工程、物理学、数学、计算机科学等多个学科领域。未来，多学科交叉融合的发展将有助于深入研究桥梁结构损伤识别的机制和规律。
损伤识别方法的实时性
损伤识别涉及多个学科领域，需要多学科交叉与合作来推动其进一步发展。未来可以加强与其他领域的交流和合作，共同推动损伤识别技术的发展。
多学科交叉与合作
THANKS
感谢您的观看。
桥梁结构损伤识别简介课件
目录
引言桥梁结构损伤识别方法损伤识别算法原理及实现桥梁损伤识别案例分析损伤识别技术的发展趋势和挑战结论与展望
01
CHAPTER
引言
桥梁结构损伤识别研究背景
随着桥梁的老化和各种环境因素的影响，桥梁结构可能会出现各种损伤，如裂缝、锈蚀等。这些损伤可能会导致结构性能下降，甚至引发安全事故。因此，对桥梁结构损伤进行及时、准确地识别显得尤为重要。
现有研究状况及问题
移动荷载作用下时变简支钢桥损伤识别
移动荷载作用下时变简支钢桥损伤识别发表时间：2020-04-30T08:47:20.550Z 来源：《基层建设》2020年第2期作者：应军灿江涛[导读] 摘要：科技在快速发展，社会在不断进步，综合国力显著加强，在结合钢桁桥损伤程度识别方法的基础上，提出了适用于简支梁结构的两种损伤程度识别方法：整体振型的相关系数法和保证准则法，将其应用到实验室简支梁结构上分别进行数值模拟和试验。
浙江中交通力工程设计有限公司浙江杭州 310000摘要：科技在快速发展，社会在不断进步，综合国力显著加强，在结合钢桁桥损伤程度识别方法的基础上，提出了适用于简支梁结构的两种损伤程度识别方法：整体振型的相关系数法和保证准则法，将其应用到实验室简支梁结构上分别进行数值模拟和试验。
脉冲激励下的结果表明，两种方法能较准确地识别损伤单元的等效损伤程度，具有很强的抗噪能力。
最后，探讨了激励对提出方法的影响，为工程应用奠定了基础。
关键词：解析模态分解；本征函数；自功率谱；快速独立成分分析；时变损伤；损伤识别引言钢结构桥梁具有梁高较低，结构较轻等优点；目前大跨径钢结构桥梁在航道以及互通等方面已经被越来越多的应用。
通过在对简支钢桥梁结构的监测，可以在早期发现桥梁的安全隐患，及时采取修护措施，有效避免造成的更大经济损失。
对桥梁进行健康监测利国利民，意义重大。
本文结合桥梁设计与相关检测资料中的问题，对桥梁结构损伤识别进行仿真模拟分析。
1基本理论1.1简易简支梁模型简支梁模型由矩形钢管加工而成，外截面尺寸为100mm×40mm，壁厚为2.6mm，计算跨径为2.4m。
为了模拟简支梁不同位置的损伤以及多损伤组合工况，要求实验室能简单快速地制造损伤，同时又能将损伤恢复以便别的位置模拟损伤。
为此，在钢管上一些位置设置顶板开洞和底板开洞，在每个洞口外表面罩上一个比洞口略大的同厚度钢片，四角用螺栓牢固后视为无损结构，拆掉钢片后的结构为损伤结构。
拆掉一个或多个钢片分别对应发生一个或多个损伤。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二部分希尔伯特-黄变换（HHT）的基本理论
T
Hilbert边际谱h：() H(,t)dt 0
T
E() H2(,t)dt
0
若认为能量可以表示为振幅的平方,那 么也可以得到Hi移l动b荷e载r下t桥能梁量损伤谱识别,进而得
工料机分析 南昌大学2013届本科生 学位论文答辩
移动荷载下桥梁损伤识别
然后通过HHT方法对结跨中节点的信号响应进 行分析
完好结构：
移动荷载下桥梁损伤识别
损伤30%
南昌大学2013届本科生 学位论文答辩
移动荷载下桥梁损伤识别
• 损伤50%:
南昌大学2013届本科生 学位论文答辩
移动荷载下桥梁损伤识别
移动荷载下桥梁的损伤识别
移动荷载下桥梁损伤识别
选题的背景及意义
– 选题背景：随着城市的发展以及人口的增长,建筑物越来越密集,道路难 于拓宽,从而导致交通日渐拥堵，由于结构的设计服役期较长,环境因素 的影响大,加之现在车速不断的提高,车辆荷载对桥梁结构的激振作用越 来越明显，在多种因素的影响下,桥梁结构出现了不同程度的损伤,随着 损伤的不断积累,结构就会突然失效,造成严重的经济损失以及人员伤亡, 为了生命财产的安全,对桥梁结构进行损伤识别显得尤为重要。
• 总结： 1.H(w,t)精确地描述了信号的幅值在整个频率段上
随时间和频率的变化规律。 2.边际谱h(w)反映了单位频率内的幅度分布,给出了
每个频率成分的贡献,而能量边际谱E(w)则表现了 能量随时间变化的信息。
移动荷载下桥梁损伤识别
第三部分 移动荷载下桥梁的损伤识别 • 桥梁的总长L=10m,梁的横截面宽为2m，高为1m,车重为10000N,
桥梁的最大挠度总是出现在，荷载处在桥梁中点附近 的时刻,而不是车辆正在桥梁中点时刻。 2.中点的位移会随着损伤程度的加大而加大。
移动荷载下桥梁损伤识别
提取桥梁结构损伤前后跨中节点处的加速度响应比 较：
• 损伤前：
移动荷载下桥梁损伤识别
损伤30%：
定额套价说明
损伤50%：
移动荷载下桥梁损伤识别
损伤70%：
移动荷载下桥梁损伤识别
论文结构和主要内容
• 第一部分
桥梁识别的研究 现状
• 第二部分 希尔伯特-黄变
换（HHT）的基本 理论
• 第三部分
移动荷载下桥梁 的损伤识别
第四部分 毕业论文总结
移动荷载下桥梁损伤识别
第一部分 桥梁损伤识别方法
• 目前结构的损伤识别常用的方法有： 静态识别法：基于静态测试数据,施加
的主要是静力荷载 主
动态识别法：基于振型、振型曲率、结 构固有频率
变
移动荷载结下桥构梁损柔伤识度别、频响函数等动力
第二部分 希尔伯特-黄变换（HHT）的基本理论
• 希尔伯特—黄变换（HHT）由台湾中央研究院院士黄锷 （Norden E. Huang）等人提出，将欲分析信号分解为固 有模态函数（IMF），这样的分解流程称为经验模态分解 (EMD)的方法。然后将IMF作希尔伯特转换,正确地获得资 料的瞬时频率。
移动荷载下桥梁损伤识别
选题意义： • 由于桥梁所处的地理位置一般非常重要且无法绕
行,所以在不影响正常交通的情况下,利用在正常 行驶车辆作用下桥梁的响应对桥梁结构进行损伤 识别,具有非常重要的实际意义。
• 此毕业论文选择移动荷载下桥梁的损伤识别，一 是对此方向较为感兴趣；二是为今后从事桥梁损 伤识别的研究奠定良好的基础。
损伤70%：
移动荷载下桥梁损伤识别
• 小结： 随着损伤程度的变大，边际谱和能量谱的幅值随 之增大，因此我们可以通过Hibert边际谱和能量 边际谱实现对损伤程度的识别。
移动荷载下桥梁损伤识别
• 主要步骤如下：首先用经验模态分解方法(EMD)把数据分 解为n阶固有模态函数(IMF)和残余变量,然后再将每一阶 IMF做Hilbert变换获得信号的时频谱-Hilbert谱。
移动荷载下桥梁损伤识别
假设这样一个信y ( t 号) ：3 si 1 n t) 0 ( 5 si 2 n t) 0 (
• 这样就可以把信号表示成下列形式:
移动荷载下桥梁损伤识别
画出Hilbert谱：
y ( t) 3 si 1 n t) 0 ( 5 si 2 n t) 0 (
移动荷载下桥梁损伤识别
移动荷载下桥梁损伤识别
• 法从中看出任
何信号发生突变的信息。
移动荷载下桥梁损伤识别
移动荷载下桥梁损伤识别
• 对于信号 ,经过EMD分解后X结(t)果 n 为cj:(t)rn(t) j1
• 对到上 : 式中的每个固cj(t)有H 模[cj(态t)]函1 ct做j()dHilbert变换得
z j( t) c j( t) j[ H c j( t) ] a j( t) e ij( t)
移动荷载下桥梁损伤识别
第三部分 桥梁的损伤识别
提取桥梁结构损伤前后跨中节点处的位移响应比较： 损伤前：
移动荷载下桥梁损伤识别
• 损伤30%：
移动荷载下桥梁损伤识别
损伤50%：
移动荷载下桥梁损伤识别
• 损伤70%：
移动荷载下桥梁损伤识别
• 小结： 1.比较不同损伤程度下，中点处的位移变化，可以发现：
• 构造解析信号: aj(t) c2j(t)H2[cj(t)]
j(t)arcH [tca j(t)n /]cj((t)) • 解析信号的幅值移动函荷载数下:桥梁损伤识别
• 再对相位函数求导既得瞬时角频率和瞬时频率:
j
(t)
dj (t)
dt
fj
(t) 1
2
dj (t)
dt
n
X(t)Re ai(t)eji(t) i1
梁的弹性模量为18.9×109pa,抗弯惯性矩I=1/6m4,质量 7800kg/m。 • 利用ANSYS建模，梁单元数为200单元，通过降低梁1/4处的弹 性模量表示桥梁发生损伤。
移动荷载下桥梁损伤识别
• 首先,将完好结构与三种损伤情况下结构的 前5阶固有频率进行比较,如表所示。 可以发现结构的频率并没有显著的变化, 加之实际测试环境干扰因素很多,如噪声等, 所以通过比较固有频率的方法在这很难进 行损伤识别。