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杨文甫

广东盛翔交通工程检测有限公司

摘 要：为保障桥梁结构的安全运营，提出一种桥梁无参考损伤识别方法。采用有限元方法求解简支梁在不同重量的移动荷载作用下的结构动力响应，将不同重量移动荷载作用下结构加速度响应差的时频能量熵作为损伤识别指标进行损伤识别，并考虑了多损伤、损伤程度、移动荷载速度及噪声对识别结果的影响。结果表明：不同重量的移动荷载作用下，通过结构加速度响应差的时频能量熵峰值位置可以有效识别主梁损伤，实桥识别结果与静动载试验结果吻合较好。时频能量熵峭度随损伤程度的增加而增大，采用时频能量熵峭度作为评估指标可以有效评价主梁的损伤程度。基于时频能量熵的损伤指标受损伤位置和损伤数量影响较小，且具有较强的噪声鲁棒性，即使在信噪比为5 dB的强噪环境下，仍可以有效识别损伤。

关键词：桥梁;损伤识别;车致振动;时频能量熵;

基金：广东省交通运输厅科技项目(编号：科技-2017-02-015);

在环境侵蚀和车辆荷载的反复作用下，桥梁结构极易出现材料老化及疲劳损伤，进而造成结构性能日益恶化。近年来，国内外发生了大量由于结构损伤造成桥梁在运营期间垮塌的事故[1],造成了重大的人员财产损失和恶劣的社会影响。如何及时、有效地识别桥梁损伤，是保证桥梁结构正常运营的关键。

该文以简支梁为例，探讨移动荷载作用下基于时频能量熵的桥梁无参考损伤识别方法，分析多损伤、损伤程度、移动荷载速度及噪声对识别结果的影响。最后，采用该方法对某斜拉桥进行损伤识别，将损伤识别结果与实桥荷载试验结果进行对比。

1 损伤识别指标的建立

对于任意信号

f(

t)∈

L(

R)的连续小波变换可以定义为：

Wf(a,b)=∫Rf(t)?ψa,b(t)ˉˉˉˉˉˉˉˉˉdt?????????(1)Wf(a,b)=∫Rf(t)?ψa,b(t)ˉdt?????????(1)

式中：ψa,b(t)ˉˉˉˉˉˉˉˉˉψa,b(t)ˉ为基小波

ψa,

b(

t)的复共轭，基小波

ψa,

b(

t)由母小波

ψ(

t)平移和伸缩得到，表示为：

ψa,b(t)=1|a|√?ψ(t?ba)?????????(2)ψa,b(t)=1|a|?ψ(t-ba)?????????(2)

式中：

a为尺度因子；

b为时间因子。

母小波

ψ(

t)必须满足允许性条件：

Cψ=∫∞?∞|ψ?(w)|2|w|dw /阅读下一篇/ 返回网易首页 下载网易新闻客户端