一种利用单传感器信息的移动第一特征值曲率的梁桥结构损伤定位方法技术

本发明专利技术公开了一种利用单传感器信息的移动第一特征值曲率的梁桥结构损伤定位方法，包括下列步骤：在梁桥上任一位置安装位移传感器；测量车辆荷载在经过梁桥时的位移响应，从而得到梁桥的竖向位移响应；定义位移响应的移动窗口，确定移动窗口的长度L；根据窗口内响应，用时间延迟方法重构矩阵，得到窗口移动到第i步的窗口化重构矩阵Ai；对矩阵Ai进行主成分分析，得到第一特征值λ1(i)；通过移动时间窗口，重复上一步骤，得到λ1(i)的时间序列；将λ1(i)进行一阶中间差分，得到λ1(i)的曲率时间序列，即第一特征值曲率时间序列CE(i)；利用CE(i)曲线定位损伤。该方法只需利用单个位移传感器所测响应，无需梁桥无损状况下的数据作对比，无需精确有限元模型便可准确定位梁桥结构损伤位置。

A Damage Location Method for Beam and Bridge Structures with Moving First Eigenvalue Curvature Using Single Sensor Information

The invention discloses a damage location method for beam-bridge structure using single sensor information to move the curvature of the first eigenvalue, including the following steps: installing a displacement sensor at any position on the beam-bridge; measuring the displacement response of vehicle load passing through the beam-bridge to obtain the vertical displacement response of the beam-bridge; defining the moving window of displacement response and determining the length L root of the moving window; According to the response in the window, the time-delay method is used to reconstruct the matrix, and the window moving to step I is obtained. The first eigenvalue, lambda 1 (i), is obtained by principal component analysis of matrix I. The time series of lambda 1 (i) is obtained by moving the time window and repeating the previous step. The curvature time series of lambda 1 (i) is obtained by first-order intermediate difference of lambda 1 (i), that is, the first eigenvalue. Curvature time series CE (i); using CE (i) curve to locate damage. In this method, only the response measured by a single displacement sensor is used, and the damage location of the beam-bridge structure can be accurately located without comparing the data of the non-destructive condition of the beam-bridge and the accurate finite element model.

【技术实现步骤摘要】
一种利用单传感器信息的移动第一特征值曲率的梁桥结构损伤定位方法
本专利技术涉及结构损伤检测
，具体涉及一种利用单传感器信息的移动第一特征值曲率的梁桥结构损伤定位方法。
技术介绍
基于振动的桥梁结构损伤检测和安全监测是当前国内外研究的热点，然而，经过近30年的快速发展，当前遇到瓶颈，难以满足工程要求，主要原因有以下几个方面：测点过多，耗资巨大。当前健康监测技术难以应用工程实际的另一个重要原因是测点繁多。安全监测中主要关注的各类相关数据，需要众多不同类型的传感器进行采集，某些桥梁安装的传感器数量多达上千个因此必须发展应用少量传感器的损伤检测和健康监测方法来解决这一问题；监测海量数据难以处理，真实的桥梁健康检测系统安装有几百甚至上千个传感器，数据量巨大。如何处理监测海量数据是当前遇到的一大难题。当前桥梁安全监测系统数据没有得到充分应用，甚至形成了“海量垃圾数据”的局面；需要基准数据和量化标准。目前的大多数损伤检测方法依赖于结构未损状态下的数据，或结构精确有限元模型，而当前大部分结构不具备这两类信息。绝大多数基于振动的损伤检测方法是通过损伤前后振动指标的变化来判断结构的损伤位置和程度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用单传感器信息的移动第一特征值曲率的梁桥结构损伤定位方法，其特征在于，所述的损伤定位方法包括下列步骤：S1、在梁桥上任一位置安装位移传感器，安装方向为垂直于桥面方向；S2、测量车辆荷载匀速通过梁桥时的竖向位移响应，得到位移信号w(n),n＝1,2,…,N，N为信号采样点长度；S3、定义一个移动时间窗口，截取所测得的位移信号，得到窗口内信号wi(n),n＝1,2,…,L，L为移动窗口长度；S4、对移动窗口内时间序列wi(n)用时间延迟方法重构出矩阵Ai

【技术特征摘要】
1.一种利用单传感器信息的移动第一特征值曲率的梁桥结构损伤定位方法，其特征在于，所述的损伤定位方法包括下列步骤：S1、在梁桥上任一位置安装位移传感器，安装方向为垂直于桥面方向；S2、测量车辆荷载匀速通过梁桥时的竖向位移响应，得到位移信号w(n),n＝1,2,…,N，N为信号采样点长度；S3、定义一个移动时间窗口，截取所测得的位移信号，得到窗口内信号wi(n),n＝1,2,…,L，L为移动窗口长度；S4、对移动窗口内时间序列wi(n)用时间延迟方法重构出矩阵Ai式中q为重构矩阵的列数，其取值为：其中，fs为采样频率，f*为带宽极限频率，即信号w(n)的频谱图中，大于f*频域内不存在功率显著的频段；S5、对矩阵Ai进行主成分分析，得到PCA(Ai)＝[Ui,Si,Λi]其中Ui为主成分矩阵，Si对应Ui的贡献率向量，Λi为对应Ui的特征值矩阵，Λi为q×q的对角矩阵，特征值在对角线上按从大到小排列，取特征值矩阵Λi对角线上第一个元素，即第一特征值λ1(i)；S6、从所测信号的时间轴的n＝1时刻开始移动时间窗口，移动步长为采样时间间隔，...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂振华，沈兆丰，赵晨，安英韬，马宏伟，
申请(专利权)人：暨南大学，东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：广东,44