基础设施基础安全监测与评价方法技术

本发明专利技术公开了基础设施基础安全监测与评价方法，其监测与评价方法步骤如下：A、测试系统：从传感器开始，可以是加速计、测速仪，也可以从卫星GPS和北斗确定的位置开始，通过希尔伯特

【技术实现步骤摘要】
基础设施基础安全监测与评价方法


[0001]本专利技术涉及基础设施
，具体为基础设施基础安全监测与评价方法。

技术介绍

[0002]基础设施的安全等于社会的安全，基础设施建设的关键是桥梁墩台、离岸风机塔架、坝身等基础设施，对于桥梁和海上风机塔，基础通常被淹没，这使得检查困难，然而，根据ASCE的研究，冲刷是桥梁失效的主要原因，根据收集的数据，局部冲刷占桥梁故障的64％，其次是河道迁移(14％)和收缩冲刷(5％)，大多数冲刷深度(高达41％)在0.5至5m之间；最大冲刷深度可达15m，冲刷深度范围变化很大，即使进行目视检查，仅观察冲刷深度也不足以确定结构的安全性，确定安全性并非易事。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供基础设施基础安全监测与评价方法，具备方便判断的优点，解决了基础通常被淹没，这使得检查困难，且冲刷深度范围变化很大，即使进行目视检查，仅观察冲刷深度也不足以确定结构的安全性，确定安全性并非易事的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基础设施基础安全监测与评价方法，其监测与评价方法步骤如下：
[0005]A、测试系统：从传感器开始，可以是加速计、测速仪，也可以从卫星GPS和北斗确定的位置开始，通过希尔伯特
‑
黄变换分析加速度的振幅时频谱和相应的边缘谱，将边缘谱与健康结构的一些现有谱进行比较，以确定是否存在频率峰值筛选、展宽，并确定是否存在损伤及其严重程度；
[0006]B、通过频率比推断的刚度变化来确定任何给定结构与其完整对应物的相对刚度；
[0007]C、频率也可以从卫星GPS和北斗或测速仪确定的位置得出，振动可由人工荷载或环境强迫引起，如风或微震、风(风车情况下)、交通(桥梁情况下)，加速度计数据可以通过HHT分析得出瞬时频率；
[0008]D、桥墩和塔架通过冲刷或任何其他原因对地基或桩的任何损坏都会使结构不那么刚性，也可以证明悬臂梁的振动频率如下所示：
[0009][0010]D1、其中E是梁材料的弹性模量，I是梁横截面的惯性矩，M、质量和L，梁的长度，总之，EI/ML4可被视为结构的刚度S，梁锚固的任何弱点或桩的冲刷暴露都会产生较高的L值，也会导致振动频率降低；
[0011]D2、通过在每个现场进行测试来确定其存在和位置，严重程度可通过相对于完整状态或完整状态的相对刚度变化来确定；
[0012]D3、或者，损伤的存在和严重程度可由载荷条件确定，轻载荷可能不会显示任何损伤，但重载荷会显示任何损伤；
[0013]D4、只有重载才能将应力应变曲线推向非线性范围，产生非线性振动波形，频率降档意味着永久性损坏造成的危险；
[0014]E、桥墩1完好无损，而桥墩2已被冲刷，频率和刚度的比率如下所示：therefore
[0015]E1、因此，频率变化对桥墩#2的损坏是明显的，严重程度很严重，因为刚度比下降了近50％(9比16)；
[0016]E2、对于桥墩，也可以使用各种荷载，尤其是轻荷载和重荷载作为试验，可根据计算非线性度，表明结构正进入非线性状态，通常表明超载，频率降档是损坏的明确指示，并应标记；
[0017]F、混合轻载和重载的交通中获得加速度记录，对于cc020负载的相对较重负载，很容易看到峰值加宽，这表明需要小心，安全、小心或危险的标准，其中还确定了损坏的严重程度，根据给出的表格确定：
[0018]S＝f/fo＝To/T
[0019]第一模式的频率
[0020]第一模式的周期；
[0021]0.85s 1保险箱
[0022]0.70s<0.85警告
[0023]S<0.70需要进行详细检查；
[0024]现在(损坏)vs使用(未损坏)
[0025]0.90s 1保险箱
[0026]0.80s<0.90警告
[0027]S<0.80需要进行详细检查。
[0028]优选的，所述步骤B中的刚度变化通过连接至待检查结构的加速计测量频率，且应通过希尔伯特
‑
黄分析对数据进行分析。
[0029]优选的，所述步骤D中桥墩和塔架的振动可视为锚定在基座上的悬臂梁或作为基础桩的延伸。
[0030]优选的，所述步骤D1中频率平方与刚度成正比，利用振动频率的变化来判断结构的完整性，频率的变化量可用作损伤的度量。
[0031]优选的，所述步骤E1中重载可能导致非线性振动，且轻载可能导致线性振动。
[0032]优选的，所述D4中步骤频率峰值展宽则会接近非线性范围。
[0033]优选的，所述步骤F混合轻载和重载的交通中获得加速度记录，根据希尔伯特
‑
黄变换计算相应的边缘频谱。
[0034]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0035]1、本专利技术通过传感器和加速计，并通过希尔伯特
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黄变换分析加速度的振幅时频谱和相应的边缘谱，然后将边缘谱与健康结构的一些现有谱进行比较，以确定是否存在频率峰值筛选、展宽，从而确定是否存在损伤及其严重程度，通过卫星GPS、北斗和测速仪，能够确定位置，得出振动可由人工荷载或环境强迫引起，通过在每个现场进行测试来确定其
存在和位置，严重程度可通过相对于完整状态或完整状态的相对刚度变化来确定，通过混合轻载和重载，在交通中获得加速度记录，根据希尔伯特
‑
黄变换计算相应的边缘频谱，对于cc020负载的相对较重负载，很容易看到峰值加宽，这表明需要小心，安全、小心或危险的标准，其中还确定了损坏的严重程度。
具体实施方式
[0036]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]基础设施基础安全监测与评价方法，其监测与评价方法步骤如下：
[0038]A、测试系统：从传感器开始，可以是加速计、测速仪，也可以从卫星GPS和北斗确定的位置开始，通过希尔伯特
‑
黄变换分析加速度的振幅时频谱和相应的边缘谱，将边缘谱与健康结构的一些现有谱进行比较，以确定是否存在频率峰值筛选、展宽，并确定是否存在损伤及其严重程度；
[0039]B、通过频率比推断的刚度变化来确定任何给定结构与其完整对应物的相对刚度；
[0040]C、频率也可以从卫星GPS和北斗或测速仪确定的位置得出，振动可由人工荷载或环境强迫引起，如风或微震、风(风车情况下)、交通(桥梁情况下)，加速度计数据可以通过HHT分析得出瞬时频率；
[0041]D、桥墩和塔架通过冲刷或任何其他原因对地基或桩的任何损坏都会使结构不那么刚性，也可以证明悬臂梁的振动频率如下所示：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基础设施基础安全监测与评价方法，其特征在于：其监测与评价方法步骤如下：A、测试系统：从传感器开始，可以是加速计、测速仪，也可以从卫星GPS和北斗确定的位置开始，通过希尔伯特
‑
黄变换分析加速度的振幅时频谱和相应的边缘谱，将边缘谱与健康结构的一些现有谱进行比较，以确定是否存在频率峰值筛选、展宽，并确定是否存在损伤及其严重程度；B、通过频率比推断的刚度变化来确定任何给定结构与其完整对应物的相对刚度；C、频率也可以从卫星GPS和北斗或测速仪确定的位置得出，振动可由人工荷载或环境强迫引起，如风或微震、风(风车情况下)、交通(桥梁情况下)，加速度计数据可以通过HHT分析得出瞬时频率；D、桥墩和塔架通过冲刷或任何其他原因对地基或桩的任何损坏都会使结构不那么刚性，也可以证明悬臂梁的振动频率如下所示：D1、其中E是梁材料的弹性模量，I是梁横截面的惯性矩，M、质量和L，梁的长度，总之，EI/ML4可被视为结构的刚度S，梁锚固的任何弱点或桩的冲刷暴露都会产生较高的L值，也会导致振动频率降低；D2、通过在每个现场进行测试来确定其存在和位置，严重程度可通过相对于完整状态或完整状态的相对刚度变化来确定；D3、或者，损伤的存在和严重程度可由载荷条件确定，轻载荷可能不会显示任何损伤，但重载荷会显示任何损伤；D4、只有重载才能将应力应变曲线推向非线性范围，产生非线性振动波形，频率降档意味着永久性损坏造成的危险；E、桥墩1完好无损，而桥墩2已被冲刷，频率和刚度的比率如下所示：E1、因此，频率变化对桥墩#2的损坏是明显的，严重程度很严重，因为刚度比下降了近50％(9比16)；E2、对于桥墩，也可以使用各种荷载，尤其是轻荷载和重荷载作为试验，可根据计算非线性度，表明结构正进入非...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄锷，
申请(专利权)人：江苏爱谛科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：