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一种轻量化的桥梁结构损伤快速检测方法技术

技术编号:43965404 阅读:36 留言:0更新日期:2025-01-07 21:51
本发明专利技术涉及一种轻量化的桥梁结构损伤快速检测方法,包括以下步骤:对目标桥梁施加冲击荷载,通过接触式测量获取加速度响应,通过非接触式测量获取位移响应;融合加速度响应和位移响应数据并划分为两组,记为第一测量集和第二测量集;建立桥梁完整状态下的有限元模型,划分为多个单元,引入损伤系数描述单元刚度损伤程度,计算单位脉冲响应函数,组装Hankel矩阵并归一化;利用第一测试集的响应重构第二测试集的响应,构建目标函数;使用梯度算法优化目标函数识别桥梁结构损伤。与现有技术相比,本发明专利技术综合了非接触式视觉位移测量的便利性和接触式加速度测量的稳定性,融合加速度和位移的异构数据,可以更加准确识别未知荷载下结构的损伤位置和程度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及结构损伤识别,尤其是涉及一种轻量化的桥梁结构损伤快速检测方法


技术介绍

1、随着经济的快速发展,近几十年来,大量基础设施和复杂工程项目不断涌现。桥梁作为交通运输系统的咽喉,是保障公共安全和经济运行的重要生命线工程。然而,在长期服役过程中,桥梁结构会受到环境侵蚀、超载、材料老化和疲劳效应等不利因素的影响,导致损伤累积和抗力下降,从而威胁其安全性和正常使用,尤其是桥梁结构易受潮湿、盐雾等环境因素的影响,以及在长期重复荷载下产生疲劳破坏。因此,开展桥梁结构健康监测和损伤识别研究不仅具有重要的理论意义,也具有显著的现实意义。为了确保桥梁结构的安全性,大量已建或在建桥梁已安装了长期健康监测系统,为预防性维护和及时修复提供科学依据,延长结构的使用寿命并减少潜在风险。

2、位移、应变、加速度等数据是实现桥梁结构损伤检测的关键,但传统的接触式位移测量方法,如百分表、拉绳式位移传感器、线性可变差动变压器(lvdt)、电容式位移传感器等,存在安装和维护难度大、对被测结构可能造成影响、传感器损耗和环境影响较大等缺点。接触式位移测量方法不适合大型复杂的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种轻量化的桥梁结构损伤快速检测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种轻量化的桥梁结构损伤快速检测方法,其特征在于,所述接触式测量具体为:通过安装在目标桥梁上的多个加速度计获取加速度响应。

3.根据权利要求1所述的一种轻量化的桥梁结构损伤快速检测方法,其特征在于,所述非接触式测量具体为:通过安装在目标桥梁上的多个靶标和放置在距离桥梁结构预设距离的连续图像采集装置进行非接触式测量,获取视频数据并使用亚像素模板匹配算法进行处理,提取位移响应。

4.根据权利要求3所述的一种轻量化的桥梁结构损伤快速检测方法,其特征在于,所述连续图像...

【技术特征摘要】

1.一种轻量化的桥梁结构损伤快速检测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种轻量化的桥梁结构损伤快速检测方法,其特征在于,所述接触式测量具体为:通过安装在目标桥梁上的多个加速度计获取加速度响应。

3.根据权利要求1所述的一种轻量化的桥梁结构损伤快速检测方法,其特征在于,所述非接触式测量具体为:通过安装在目标桥梁上的多个靶标和放置在距离桥梁结构预设距离的连续图像采集装置进行非接触式测量,获取视频数据并使用亚像素模板匹配算法进行处理,提取位移响应。

4.根据权利要求3所述的一种轻量化的桥梁结构损伤快速检测方法,其特征在于,所述连续图像采集装置为消费级手机或便携式相机。

5.根据权利要求1所述的一种轻量化的桥梁结构损伤快速检测方法,其特征在于,所述使用亚像素模板匹配算法进行处理,提取位移响应,具体为:从参考图像中选取一个图像块作为模板,所述模板包含待跟踪的特征点或区域;对目标图像和模板进行包括滤波、去噪在内的预处理;通过计算模板与目标图像中各个位置的相似性度量确定目标图像中模板的粗匹配位置;在粗匹配得到的相似性图中,找到相似性度量的最大值点,作为初步匹配位置;对初步匹配位...

【专利技术属性】
技术研发人员:张广才万春风赵文龙杨才千缪长青
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:

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