桥梁结构损伤识别方法综述
- 格式:doc
- 大小:19.00 KB
- 文档页数:4
简支梁损伤检测综述陈雪华(郑州大学土木工程学院郑州450001)摘要:该文以50m混凝土箱型简支梁为例,借鉴桩的完整性检测理论以及基于Midas Civil的矩形荷载作用下箱型梁的时程分析,从而判断梁体是否损伤,这种借鉴经理论分析是可行的;从时程分析结果中提取节点2与节点25的加速度,运用MATLAB进行两节点之间的相关关系的分析,分析结果可以为以后桥梁状态分析提供数据。
关键词:简支梁损伤检测时程分析相关性Abstract:Taking a 50-meter simply supported box-shape beam in concrete as an example,and by referring to the theory of pile integrity testing and under rectangular loading , the time-procedure analysis basing on Midas civil of the box-shape,in order to judge whether the beam is damage or not,the reference, which through theoretical analysis,is viable;Extracted acceleration of node 2 and 25 from the results of time-procedure analysis node 2 and 25, we can use MA TLAB to analyze the relationship between the two nodes,which can provide information for the analysis of the future state.Key words: simple beam damage detection time-procedure analysis correlation引言随着科技的快速发展,航空航天结构、土木结构以及机械设备,都在朝着功能齐全化、结构复杂化方向发展。
公路桥梁检测及评价技术综述一、本文概述随着交通基础设施建设的快速发展,公路桥梁作为交通网络的重要组成部分,其安全性与稳定性对于保障人民生命财产安全、促进经济社会发展具有至关重要的意义。
因此,公路桥梁的检测与评价技术成为了当前研究的热点和难点。
本文旨在对公路桥梁检测及评价技术进行全面的综述,以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
本文将对公路桥梁检测技术的现状和发展趋势进行梳理,包括传统的人工检测方法和现代化的自动化检测技术。
通过对各种检测方法的原理、优缺点和应用范围的分析,旨在为读者提供一个清晰的技术概览。
本文将重点介绍公路桥梁评价技术,包括结构性能评价、承载能力评价和耐久性评价等方面。
通过介绍各种评价方法的理论基础、实施步骤和评价标准,帮助读者深入理解公路桥梁评价技术的核心内容和应用方法。
本文将展望公路桥梁检测及评价技术的发展前景,探讨新技术、新方法在提升检测精度、降低检测成本和提高评价效率等方面的潜力和挑战。
也将对未来研究方向和重点进行展望,以期推动公路桥梁检测及评价技术的持续发展和创新。
通过本文的综述,期望能够为公路桥梁检测及评价技术的研究和实践提供有益的参考和指导,为推动交通基础设施的安全、稳定、高效运行做出贡献。
二、公路桥梁检测技术公路桥梁检测技术是确保桥梁安全运营、预防事故发生的关键环节。
随着科技的发展,传统的目视检测已经无法满足现代桥梁维护的需求,各种先进的无损检测技术应运而生。
目视检测:这是最基础也是最常见的一种检测方法,通过人工直接观察桥梁的外观和结构,寻找裂缝、锈蚀、破损等明显缺陷。
尽管这种方法简单直接,但受限于人的视觉分辨率和疲劳程度,对于微小缺陷的识别能力有限。
无损检测技术:无损检测技术是在不破坏材料或结构的前提下,通过物理或化学手段获取材料或结构的内部信息。
常见的无损检测技术包括超声波检测、射线检测、磁粉检测、涡流检测等。
这些技术可以准确地检测出桥梁内部的裂缝、空洞、腐蚀等问题,为后续的维修和加固提供有力支持。
大型结构损伤识别及评估技术研究随着现代社会建筑结构的不断发展,大型建筑和桥梁等重要结构的安全问题越来越引起人们的关注。
在这些重要结构的使用中,由于各种原因,这些结构可能会受到损坏,而且难以在外表上检测到,这对建筑安全和人员生命造成了重大威胁。
因此,研究和发展有效的结构损伤识别及评估技术成为当今领域研究的重点之一。
结构损伤识别技术可以通过识别结构的物理变化来检测结构的损坏。
在实际应用中,通常采用结构振动反应来识别损伤,并将这些反应转换为结构参数,如固有频率、阻尼比等。
这种技术广泛应用于许多领域,如工程、交通和航空等。
传统的结构损伤识别方法存在一些缺点,如识别特征不足、识别精度低等问题。
近年来,无损检测和机器学习技术得到了广泛应用,提高了结构损伤识别的精度和可靠性。
目前,研究人员在结构损伤识别领域中主要采用以下技术:1.基于振动特征的损伤识别技术:该方法通过测量结构振动响应,识别受损结构的固有频率和阻尼比等特征,以评估结构的状态。
该技术适用于结构较小,且结构的剩余强度符合线性弹性理论的情况。
2. 基于声发射的损伤识别技术:该方法通过测量结构上的不规则噪声来检测结构的损坏。
当结构受到损坏时,将产生高频声波,该技术可以识别结构对象中的裂纹等损伤。
3. 基于图像处理的损伤识别技术:该方法通过检测结构表面的物理变化来研究结构的损坏。
图像处理技术可以促进结构的检查和评估,并检测各种与结构有关的问题,如建筑结构内部的腐蚀、裂纹、变形等。
4. 基于机器学习的损伤识别技术:该方法通过使用机器学习算法来分析和识别结构受损程度。
机器学习算法分析计算机生成的模型,了解结构在受损后的响应,并通过比较计算机生成和实际响应来确定结构的受损程度。
结构损坏评估是将损坏识别技术与评估方法相结合,以确定结构的状态和剩余寿命。
传统的结构损坏评估方法通常基于设定的标准和规范,如美国联邦航空局颁布的民航规范等。
这些标准通常与结构设计、材料、环境等因素有关。
桥梁结构状态识别及评估策略分析摘要:目前已经投入使用的桥梁常会因为多方面的原因在运营数年后产生诸多病害。
对桥梁的结构状态进行识别,随时了解并掌握桥梁的病变情况并进行科学的评估,是保证桥梁的使用安全和延长其使用时限的有效策略。
在目前的桥梁结构状态的识别及评估中,已经出现了多种手段和方法,形成了相应的评估理论,但还需在此基础上将相关的技术手段加以提高和完善。
关键词:桥梁;结构状态;识别;评估进入21世纪以来,交通事业得到了进一步的发展。
作为交通线路中重要的组成部分,桥梁使用的时间正在逐渐增长,导致桥梁结构的内外都出现了一定的缺陷,给交通运输的安全性带来了很大的威胁。
如果对于这些桥梁没有进行足够的监测和维护,会使桥梁的使用年限大幅度降低,甚至有时会发生严重的毁坏,造成严重的生命损失和财产损失。
因此,人们对于使用中桥梁的耐久性、安全性和使用功能极为关注。
如何对桥梁的结构状态进行行之有效的识别,并展开准确而高效的状态评估,是保证我国交通运输安全的重要手段。
1.桥梁结构状态的识别对桥梁的结构状态进行识别,主要是对桥梁在日常使用中的健康情况进行监测,并对是否发生或已经发生的损失情况进行准确的识别与判断。
1.1桥梁健康情况的监测对桥梁进行健康监测,主要是使用计算机系统和传感器在桥梁上形成监测系统,长期对桥梁的结构、工作情况和可能的损伤进行在线监测,并将监测到的信息用于对桥梁的结构状态进行反演,从而对其中的损伤进行识别。
当桥梁遭遇特殊的交通条件、恶劣的气候或者使用功能异常时,能够发出预警的信号,从而为桥梁的使用、管理和维护提供指导。
对桥梁健康情况进行监测,可以为桥梁的结构状态识别过程提供在现实情况下结构响应的实测信息。
1.2桥梁结构的损伤识别桥梁结构状态识别的核心就是损伤识别,常用的识别方法可以分为以振动为基础的识别法和神经网络识别法。
1.2.1以振动为基础的识别法这种损伤识别方法主要包括有模型的识别方法和无模型的识别方法两种。
桥梁检测技术和方法桥梁检测技术和方法是指对各种类型的桥梁进行定期或不定期的检测和评估,以确定其结构安全性和功能可靠性的过程。
桥梁作为交通运输的重要组成部分,承载着大量的车辆和行人,因此其结构的保护和维护尤为重要。
本文将介绍几种常见的桥梁检测技术和方法。
1.目视检查:目视检查是桥梁检测中最简单和常见的方法之一、专业的工程师和技术人员对桥梁进行近距离观察,目测梁体、支座、伸缩缝、锈蚀和裂缝等结构缺陷或损坏情况。
2.滑移板检测法:此检测方法需要在桥梁上安装一块平滑的滑移板,用于检测桥梁梁、墩顶的水平和垂直滑移变形。
通过测试滑移板上标记的线位移,可以判断桥梁的位移状况,进而评估其结构健康状况。
3.振动监测法:振动监测法是一种通过测量桥梁的动力响应进行检测的方法。
一种常见的振动监测方法是采用传感器和加速度计等设备对桥梁的振动进行实时监测,以检测梁体的震动。
通过对桥梁的振动特性进行分析,可以评估其结构的稳定性和可靠性。
4.磁粉探伤法:磁粉探伤法通过在金属表面涂布磁粉,然后施加磁场,通过观察磁粉的分布情况来检测材料中的裂纹和缺陷。
这种方法适用于钢结构桥梁的检测,可以快速准确地发现表面或近表面的裂纹和缺陷。
5.超声波检测法:超声波检测法是一种利用超声波技术进行无损检测的方法。
通过将超声波传递到材料中,再观察接收到的回波信号,可以检测到材料中的裂纹、缺陷和异物。
这种方法适用于混凝土、石材和金属等材料的检测。
6.高清相机检测法:高清相机检测法利用高清摄像机对桥梁进行全面拍摄,以捕捉桥梁表面的细微变化。
这种方法可以识别裂缝、锈蚀、破损和变形等结构缺陷,通过对图像进行分析和比对,可以快速准确地评估桥梁的状况。
除了以上几种常见的桥梁检测技术和方法外,还有一些先进的技术和方法正在不断发展和应用于桥梁检测中,例如激光扫描、红外热像技术和无人机遥感等。
这些技术和方法具有高效、快速和精确等特点,可以提高桥梁检测的效率和准确度,为桥梁的保护和维护提供更好的支持。
结构损伤识别方法研究对现有的结构损伤识别方法进行概括,并对其进行简要的介绍。
根据每种方法的特点分析其适用条件和优缺点。
标签:结构损伤识别;神经网络;小波变换0、前言随着社会经济的快速发展,现代化建筑物越修越高,越修越复杂,由于各种自然荷载和人为荷载的不断作用,使得构件内部或构件之间连接出现损伤,这间接导致结构承载力下降,而且结构从投入使用开始就面临着损伤累计的问题,并且这些建筑物服役的年限越来越长,一旦发生事故,将会造成不可估量的人身和财产损失。
一般损伤识别研究主要分为两部分:一是对损伤位置的识别;二是对损伤程度的判断。
1、结构损伤识别的研究现状目前,关于结构损伤识别的问题日益成为国内外的热点问题。
对于工程结构进行损伤研究开始于20世纪40年代,近几十年结构损伤识别的理论研究取得了飞速发展,但在实际工程中的应用却很有限。
结构损伤识别技术基本上可以分为两大类:局部损伤识别和整体损伤识别。
1.1 结构损伤识别的局部法目前常用的局部损伤识别方法有目测法、染色法、声发射法、射线法、磁扰动法等,该法是对结构的局部进行定期检查。
局部损伤识别广泛应用于船舶等领域,但也存在着很多限制和弊端,如:该法只适用于小型结构的损伤检测,而对大型复杂的结构损伤识别并不明显,另外,无法对某些结构实施在线及时的检测。
但将传感器固定在一些重要部件上,对这些部件进行远距离在线检测,较好的弥补了这一缺陷。
该技术广泛应用于航空航天、公路桥梁和民用建筑,其优点是可以直接确定构件的裂纹及其位置。
局部损伤识别技术对于压力容器、油箱等小型有规则的结构能有很好的识别效率,但对于大型、复杂的结构,这种技术用来检测结构的每一部分是不可能的。
因此,局部损伤识别技术仅适用于检测结构的特别部件或局部结构。
1.2 结构损伤识别的整体法结构损伤识别的局部法只适用于小型简单结构的损伤识别,因此基于多学科交叉的原理,得出了损伤识别技术的基础理论。
结构可以看作由刚度、质量、阻尼矩阵组成的力学系统,因此寻求物理参数和模态参数之间的对应关系便成为结构损伤识别的核心问题。
桥梁结构损伤的检测技术摘要:近年来,随着我国交通运营压力的逐渐增大,桥梁日常使用中经常超载运营,再加上自然灾害,导致桥梁结构出现损伤,对桥梁结构的稳定性和行车安全造成了不利的影响。
为此,本文针对桥梁结构损伤的检测技术做了分析,并针对桥梁损伤的处理提出了两点方法,以供借鉴参考。
关键词:检测技术;桥梁结构;损伤引言桥梁日常运营过程中,受多方面因素的影响,结构很容易受到损伤,极大地降低了桥梁结构的稳定性,产生了很大的安全隐患。
通过运用损伤检测技术可以确定桥梁结构中损伤的具体位置和情况,及时采取有效的损伤处理措施,增强桥梁的稳定性,为桥梁结构的正常运营提供保障。
1.桥梁局部损伤的检测技术1.1红外线法在桥梁结构投入使用后,在内力和外部载荷的作用下很容易出现裂缝等损伤,这些出现裂缝位置的温度会产生的一定的变化。
因此,桥梁损伤检测中可以采用红外线法来测试桥梁结构的温度,通过温度的变化情况确定局部损伤的程度。
然而,红外线法的检测设备具有较强的复杂性,因此,在借助该技术方法对桥梁结构局部损伤检测期间,不允许车辆通行,待检测工作结束后方可允许车辆行驶[1]。
1.2射线法由于射线具有较强的穿透力,因此,应用射线法检测桥梁结构损伤过程中,可以根据穿透后的射线情况,了解并掌握桥梁局部结构具体的损伤情况。
利用射线法检测桥梁结构损伤的原理是桥梁结构完整部分和损伤部分能够反映出差异性较大的的谱相,通过比较谱相可以准确地掌握损伤结构的具体情况,当然,检测人员还可以借助射线图像来确定桥梁局部结构具体的损伤情况。
放射法在桥梁结构损伤检测应用中要注意避免放射带来的危害,在整个检测系统的安全性得到真正保证后,方可开始进行检测。
1.3超声波法超声波法也是桥梁结构局部损伤检测常用的检测技术之一,该方法的原理是固体中传播的应力波波形正常情况下是不变的,当应力波遇到桥梁损伤部位后,其波形就会发生显著的变化[2]。
具体而言,在桥梁检测部位放置发射发生应力波的发射探头和接收应力波的接收探头,对接收探头所接收到应力波的波速、频率等信息进行全面的分析,从而确定桥梁结构局部损伤的具体程度。
安徽建筑中图分类号:U443.22文献标识码:A文章编号:1007-7359(2024)1-0151-03DOI:10.16330/ki.1007-7359.2024.1.0560引言桥梁作为重要的交通枢纽起着不可替代的作用,而伴随着高速公路数量、车辆数量及其载重水平的不断增加,车辆撞击桥墩的现象时有发生[1-2],不仅容易造成桥梁损坏、人员伤亡,而且极易导致交通运输堵塞,严重影响人们的正常生活,严重威胁桥梁和交通安全,造成巨大的经济损失。
2002年6月24日,美国南部得克萨斯州一辆载有47名乘客的公共汽车行驶在高速公路上时撞上一座桥墩,桥墩撞击处部分混凝土脱落[3];2010年9月26日,德国首都柏林南部的10号高速公路发生一起恶性交通事故,一辆波兰旅游大巴遭到一辆轿车侧面撞击后失控,撞上桥墩,致使桥梁受损但没有垮塌[4];2020年10月,海张高速石家庄方向1405km+230m 处,一辆拉运大型罐体的货车与跨线桥桥墩发生碰撞,致使桥墩中部断裂,钢筋裸露,随后桥梁垮塌[5]。
从上述事故可知,当桥墩遭受车辆撞击后,桥墩的损伤程度不尽相同,部分桥梁仍然具备通行能力,但部分桥梁由于损伤程度过于严重已经彻底丧失通行能力,必须拆除重建或者采取更换桥墩等措施。
因此,一套切实可行的评估受车辆撞击后桥墩损伤程度的标准对及时评估桥梁的受损程度及是否适合继续承载显得尤为重要,而目前尚未有公认的评估标准。
鉴于此,本文在广泛查阅相关文献的基础上,总结了国内外桥墩受车撞损伤评估方法的研究现状,提出了需要进一步研究的问题,以促进对车撞桥墩损伤评估标准的早日建立。
1国内外研究现状目前对于桥梁损伤评估的研究主要集中在地震损伤上[6-9],对于车撞桥梁损伤评估的研究相对较少。
从已有的研究成果来看,可大致将桥墩受车撞损伤评估分为定性评估和定量评估两种方法。
1.1定性评估方法邹江娜[10]采用有限元模拟方法对桥墩车撞损伤进行局部损伤评估和整体损伤评估,结果表明,桥墩底部截面的边界牢固程度对桥墩的这两种损伤影响最大,即边界条件的约束越弱,车辆冲击引起的桥墩损伤就越大,严重可导致桥墩从稳定状态变为滑动状态,此时必须对桥墩进行墩底加固,必要时需更换桥墩。
桥梁检测的内容及检测方法桥梁检测是指对桥梁结构进行定期检查和评估,以确保桥梁的安全和稳定性。
桥梁检测的内容主要包括结构、材料、荷载和环境等方面的检测。
检测方法方面,通常包括目视检查、非损检测、试验和计算等多种手段。
下面将就桥梁检测的内容和方法进行详细介绍。
1.结构检测:即检查桥梁发生损伤或存在缺陷的部位,包括桥面板、梁、柱、墩等主体结构的检测。
通过对各个部位的病害、裂缝、腐蚀等进行检查,评估结构的完整性和稳定性。
2.材料检测:对桥梁所使用的材料进行检测和评估,主要包括钢筋、混凝土和桥面材料等。
通过检测材料的质量、强度、耐久性等参数,评估材料是否满足设计要求,并对存在的问题进行修复或更换。
3.荷载检测:对桥梁所受到的荷载进行检测和评估,包括静力荷载、动力荷载和温度荷载等。
通过测量和监测荷载的强度、分布和变化等参数,评估桥梁对荷载的承载能力和变形情况。
4.环境检测:对桥梁所处环境的影响进行检测和评估,包括气候、地质和水文等方面。
通过对环境因素的监测,评估其对桥梁结构和材料的影响和损害程度,并作出相应的防护和修复措施。
1.目视检查:即通过人员实地观察和检查桥梁结构、材料和病害等,发现和评估桥梁存在的问题。
目视检查是桥梁检测的最常用方法,可以迅速发现一些明显的病害和损伤。
2.非损检测:通过使用无损检测设备和技术,对桥梁结构和材料进行检测和评估,而不会对其造成损害。
包括超声波检测、雷达检测和红外热像仪检测等。
非损检测具有高效、快速、准确的优点,可以发现一些隐蔽的病害和损伤。
3.试验:通过对桥梁进行加载试验,测量其变形、应力和振动等参数,评估桥梁在荷载作用下的承载能力和稳定性。
试验方法包括静载试验、动载试验和振动试验等。
4.计算:通过数值分析和计算机模拟,对桥梁结构进行力学和结构分析,评估其受力状态和变形情况。
计算方法可以预测桥梁在不同荷载条件下的固有频率、应力分布和破坏状况等。
综上所述,桥梁检测的内容主要包括结构、材料、荷载和环境等方面的检测,而检测方法主要包括目视检查、非损检测、试验和计算等多种手段。
土木工程结构检测技术及损伤识别方法探讨摘要:随着社会的不断发展,我国土木工程技术也在不断地更新与进步。
为了确保土木工程质量,应定期进行土木工程结构检测,以确定土木工程的结构是否满足施工要求,是否有必要对其进行维修和加固。
此外,结构损伤识别方法也在不断发展和更新。
它可以及时发现潜在的损伤,并在损伤发生之前对其进行评估。
因此,在实际施工过程中应加强对结构检测技术的重视。
关键词:土木工程;结构检测技术;损伤识别;方法探讨在土木工程施工过程中,经常会受到各种因素的影响,使得其在使用过程中可能会出现结构损伤的情况。
如果出现此类问题,则必须要及时采取有效的措施对其进行处理,以避免结构构件出现进一步的破坏。
土木工程结构检测技术与损伤识别方法是针对土木工程施工过程中可能出现的结构损伤问题而提出的有效解决方法,具有较高的可行性与可靠性。
在实际应用过程中,需要对检测技术与损伤识别方法进行合理运用,以更好地保证土木工程结构施工质量。
文章将结合具体工程实例,对土木工程结构检测技术与损伤识别方法进行详细分析与研究。
1.工程概况某桥梁工程需要对其进行扩建,其实际长度为351m,宽为25m,因此,对其进行扩建施工非常复杂。
为了更好地保证该工程的顺利开展,必须要对其进行结构检测。
在该桥梁工程施工前,对其进行了详细的调查与分析,并制定了详细的检测计划。
具体的检测内容如下:1.对桥梁基础结构状况进行检查与检测。
该桥梁的基础主要为混凝土结构,混凝土的强度等级为C40,并有多处混凝土裂缝。
在对这些裂缝进行检查与分析后发现:该桥梁基础存在不同程度的裂缝、露筋和锈蚀等问题。
2.对桥梁上部结构进行检测与检查。
在该桥梁上部结构中共有12个主梁、13个次梁和14个梁式支撑;主梁平均高度为11.9m;次梁平均高度为12.6m。
在对桥梁上部结构构件进行检测后发现:该桥梁的上部结构存在多处梁板开裂、露筋、锈蚀等问题,因此,必须要对其进行加固处理。
2.混凝土构件质量检测混凝土构件质量检测的内容包括强度、裂缝、缺陷、钢筋保护层厚度等。
桥梁损伤识别方法的研究现状作者:方孟然崔文涛高鑫来源:《城市建设理论研究》2013年第23期摘要:通过回顾大型桥梁损伤识别方法的发展历程,介绍各种桥梁损伤识别方法的大体思路,并通过实验结果的对照得出了各种桥梁损伤识别方法的优点以及不足之处,并在已有的实验条件下讨论了各种测试方法以后发展的方向,从而在现实损伤识别中可以通过现实的测试条件以及测试环境来决定具体的测试方法。
虽然桥梁损伤识别方法的研究目前还没有形成比较系统性的规范,以下几种识别方法都能较为准确的测试桥梁损伤的具体情况,在以后的桥梁损伤识别方法的发展中具有非常好的指导性意义。
关键词:桥梁损伤识别振动神经网络空间小波分析曲率模态静载试验汽车动力响应单元模态综述中图分类号: TU997 文献标识码: A 文章编号:一引言通过恰当的方法及时了解桥梁的当前状态,特别是及时发现危及桥梁安全的损伤,是桥梁安全评价的核心问题,一些传统的结构检测方法都以局部无损检测技术为主,尽管目前这种技术可以对某些缺陷进行较为精确的定位,探查,甚至定量分析。
但对于隐秘构件的损伤以及大型复杂接哦古的检测则仍是力不从心。
以下具体介绍了几种主要的桥梁损伤识别的方法,各种方法具有较强的针对性,利用不同的实验依据对桥梁进行损伤检测都能得出较为精确的实验结果,对于以后桥梁损伤识别方法研究的发展具有良好的指导性作用。
二桥梁损伤识别方法1 基于振动的桥梁损伤识别方法随着使用年限的增加,工程结构中桥梁的长期检查仍然是定期人工检查,鉴于定期人工检查的局限性,基于振动的桥梁损伤识别方法逐渐引入现代桥梁损伤识别中来。
基于振动的损伤识别方法按照所利用的特性量是否使用结构模型可以分为有模型识别方法和物模型识别方法:无模型损伤识别的方法是通过分析比较直接从振动响应的过程或者相应的傅里叶谱和其他变换得到的特征量,从而识别损伤的方法;有模型识别方法按照求解问题的方法可以分为动力指纹分析法或模式识别方法和模型修正法两类。
基于贝叶斯模型更新的结构损伤识别方法改进及应用下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用,谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!基于贝叶斯模型更新的结构损伤识别方法改进及应用引言结构损伤识别在工程领域具有重要意义。
桥梁结构损伤识别方法综述作者:贾明晓连鑫来源:《科技风》2017年第11期摘要:我国的地貌丰富,为满足交通需求,大批跨河桥梁和高架桥应运而生,而随之到来的桥梁结构损伤问题也逐渐受到关注。
在交通量大且运营压力大的今天,桥梁经常超载运营,再加之各种不可预见的自然灾害,使得桥梁结构疲劳损伤日趋严重。
出现这些问题,首先要对桥梁工作状态,损伤程度和安全性进行评估,然后提出相应处理措施。
经过多年的理论研究和实践,国内外学者们提出许多关于桥梁结构损伤识别的方法。
本文通过对桥梁检测技术的综合叙述,阐明了桥梁检测的主要项目。
从而系统梳理桥梁检测技术知识和提高桥梁损伤识别的有效性。
关键词:桥梁检测;损伤识别;识别方法Abstract:China is rich in landscape, to meet the traffic demand, a large bridge across a river and viaduct arises at the historic moment, and then come the bridge structure damage problem also gradually attention. In today's traffic flow and operation pressure big, Bridges often overload operation, plus all sorts of unpredictable natural disaster, the bridge structure fatigue damage has become increasingly serious. In the face of these problems, first of all to work state of the bridge,the damage degree and safety assessment, and then put forward the corresponding measures. After years of theoretical research and practice, many domestic and foreign scholars put forward a variety of structural damage identification method. Based on the comprehensive description of bridge detection technology, illustrates the main bridge detection project. Furthermore, combing the knowledge of bridge detection technology and improve the effectiveness of bridge damage identification.Keywords:bridge detection;damage identification;identifying methods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[1]。
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[2]。
桥梁检测能准确地检查诊断出桥梁内部的各种损伤[3] (如裂纹、磨耗和钢筋锈蚀等),对裂缝及其他损伤的发展趋势进行评估,从而能更好的保护桥梁结构。
一、传统的结构损伤识别方法近半个世纪以来,许多国内外学者经过大量的研究开发了多种损伤检测方法[4]。
主要有半损检测和无损检测两种。
由于需要修复的桥梁一般在役,用于桥梁结构检测的主要是无损伤的识别方法,无损伤的识别方法包括结构局部识别方法和结构整体识别方法。
而结构损伤识别方法根据是否反演又分为模型修正法和动力指纹法。
此外,自计算机技术发展以来人工神经元网络法也逐渐应用于结构损伤识别的领域。
因而,结构损伤识别方法主要有模型修正法、动力指纹法和人工神经网络法。
(一)模型修正法做试验检验时通常先建立模型,然而,有时会发现所建模型存在系统偏差,这时我们就需要对模型进行修正,以保证模型的等效性。
大致分为以下步骤,首先建立有限元模型并模拟损伤,此时该模型必会发生变化,输出结构刚度。
然后通过实验测得实际数据并进行反演。
最后比较两者的数据,不一样时进行修正,一样时则认为该模型输出的结构参数可以进行损伤识别。
此方法应做实验有静载试验对应静态有模型法;动测试验对应动态有模型法。
1.静态有模型法(二)人工神经网络法人工神经网络是利用很多神经元相互连接组成的,类似于人类大脑的一些特征。
损伤识别通常需要对大量非线性问题进行处理。
人工神经网络法处理信息有两个过程,一是学习,就是桥梁运营中输入大量数据样本;二是计算,就是对数据样本进行非线性插值。
在这些过程中把损伤识别的反问题简化为两个正向求解问题,所以,人工神经网络法优势在于对反向问题的求解。
由于人工神经网络有很强大的非线性求解能力,而广泛于结构健康监测。
但是对于大型结构监测的数据繁多,从而增加识别难度。
此时可以分项工作,减少任务量。
(三)动力指纹法结构是由质量、刚度等结构参数所组成的系统,如果结构发生损伤,那么这些动力学参数就会发生变化,从而使得结构系统的模态参数和频响函数发生变化。
动力指纹就是反应结构动力特性的参数,一般包括频率、振型、频响函数(Frequency Response Function, FRF)、曲率模态、刚度矩阵和柔度矩阵等。
动力指纹可通过有限元分析获得,其结果从实验数据出发测的结论也较为客观准确。
但是需要较多测点,且实验数据容易受噪声等干扰源影响,使具体损伤位置很难准确无误地找出,这一点可以从试验设备的精确度和试验环境进行改进,可以多做几组梁以便对比观察。
虽然动力指纹能识别损伤位置,但是在识别损伤程度时就显得有些不足,并且对多损伤位置识别也不可靠[6]。
二、利用小波分析识别桥梁损伤小波分析方法可以在时间和空间不断变化的过程中对时间和频率信号进行局部化分析,这种方法克服了其他方法在处理结构损伤信号时分辨率不高的缺点,小波由于分辨率较多,可以识别出隐藏结构动力特性,因此是一种近年来大受欢迎的方法。
具体是先用有限元软件建立梁的模型,再通过有限元软件输出的位移时程对其位移时程进行小波分析,然后再对实际损伤梁在荷载作用下的位移时程进行分析,通过小波灰度图确定损伤位置。
近几十年来,小波分析取得了飞快地进展。
Deng和Wang[7]对损伤并加荷载情况下的简支梁的变形曲线进行小波分析,验证了小波分析的适用性。
余竹[8]等针对以往研究的不足,丰富了基于小波分析的桥梁损伤识别方法。
此外,小波分析可以减少测点,甚至只需一个测点就可以准确测得损伤位置。
因此,利用小波分析识别桥梁损伤具有很大的实用性。
三、未来展望以上所介绍的方法在实际损伤识别中还存在着环境干扰等问题。
如交通、环境噪音、温度、湿度等因素会隐藏因损伤引起的结构动力参数的变化,从而使得损伤识别结果存在很大的不确定性。
目前,许多学者关注环境因素的影响提出了直接采集结构相应信号,通过信号分析,达到消除环境影响因素的方法。
很多损伤识别方法仅仅局限于数值模拟或者实验室简单的模型。
如今,损伤检测仍然面临着在实际应用中存在测试数据不完备、环境激励下无法获得激振信息、结构所处的外界环境复杂多变、无法得到结构在完好状态下的基准数据、测试噪声的干扰等困难。
随着科学技术的快速发展,桥梁检测技术必然会不断取得进步。
主要损伤识别方法的局限性也在不断改善,一些创新性的检测技术将会应用到桥梁检测中来。
比如,我们可以利用互联网技术来实现对桥梁检测数据的共享,对相近的桥梁结构安全问题进行类比分析;对于新建桥梁可以预先埋设的检测仪器结合分析软件通过网络传输远程对桥梁运营期的结构受力状态进行监测及预警;对于高墩大跨径不利于检测人员安全的外观检测项目,可以利用无人机进行外观拍摄结合分析软件对结构外观缺陷进行分析。
参考文献:[1]王卫山,毛琦.连续刚构桥梁安全隐患排查及防治措施[J].山西建筑,2009,(25):331333.[2]徐日,王博义,赵家奎.桥梁检验[M].北京:人民交通出版社,1986.[3]王卫山,毛琦.连续刚构桥梁安全隐患排查及防治措施[J].山西建筑,2009,(25):331333.[4]吴登文.综述道路桥梁检测技术[J].黑龙江科技信息,2011,22:285.[5]黄盛楠.钢筋混凝土梁桥损伤识别方法的研究[D].清华大学,2008.[6]张刚刚,徐岳.桥梁结构损伤识别的动力指纹法分析[J].中外公路,2005,(02):6163.[7]Deng X, Wang Q. Crack detection using spatial measurements and waveletanalysis[J].International Journal of Fracture,1998,91(2):2328.[8]余竹.基于移动荷载作用下结构响应及小波分析的桥梁损伤诊断研究[D].北京交通大学,2014.[9]吴向男,徐岳,梁鹏,李斌.桥梁结构损伤识别研究现状与展望[J].长安大学学报(自然科学版),2013,(06):4958.项目基金:基于改进微平面本构模型的RC桥墩地震损伤评价方法(编号:51508190)作者简介:贾明晓(1981),女,华北水利水电大学,副教授,工学博士,研究生导师;连鑫(1991),男,汉族,河南周口人,华北水利水电大学研究生,研究方向:桥梁与隧道工程。