一种基于多维度分析的桥梁结构健康在线监测预警系统技术方案

技术编号:46581520 阅读:0 留言:0更新日期:2025-10-10 21:20
本发明专利技术公开了一种基于多维度分析的桥梁结构健康在线监测预警系统,涉及桥梁健康检测技术领域,通过事件特征向量EVT,实现了对微损伤演化过程中非显性行为的量化捕捉;随后构建结构滞后趋势时间序列Trd,形成日粒度下的疲劳演化轨迹,形成年健康退化指标Hid,通过与风险触发阈值Dth的对比生成触发预警标识Cbs,从而实现了对结构性能劣化进程的连续量化判断,计算趋势反馈斜率因子Fbf,以评估反馈措施的真实效果并据此触发后续优化策略,实现完整闭环结构健康状态控制过程。通过滞后特征参数驱动的趋势演化建模机制与反馈自适应机制的有机结合,增强了对结构响应迟滞特性退化的早期识别与动态追踪能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及桥梁健康检测,具体为一种基于多维度分析的桥梁结构健康在线监测预警系统


技术介绍

1、在土木工程结构安全与寿命管理这一广阔
中,桥梁结构因其承担关键交通载荷、连接城市节点的特殊功能,始终被视为结构健康监测体系中的核心研究对象。随着城市交通密度加剧和自然环境复杂性的提升,单一维度的数据采集与静态评估手段已难以满足桥梁结构在全生命周期内的安全性评估与预警需求。

2、在现有的桥梁监测体系中,结构疲劳状态的判别多数仍依赖载荷幅值与频次的显性特征参数,例如最大应变峰值、振动频率偏移、模态频率漂移等。这些参数虽然在急剧损伤或异常扰动下具备良好的响应特性,但在慢性微损伤积累、局部细微裂纹演化,以及结构内部滞后性行为的识别方面存在明显缺陷。当前监测系统缺乏对结构在大应力冲击之后逐步恢复过程的动态行为建模,也未建立结构响应衰减速率与结构退化程度之间的系统性关系,导致系统在早期损伤阶段的“识别盲区”较大,难以预测结构临界疲劳拐点。

3、尤其是在高频风荷载、小幅多次交通扰动等背景下,桥梁结构的微损伤积累过程往往不会立即表现为应变值的突本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于多维度分析的桥梁结构健康在线监测预警系统,其特征在于:数据采集识别模块、滞后向量生成模块、趋势建模模块、退化评估模块、预警触发反馈模块和反馈分析优化模块;

2.根据权利要求1所述的一种基于多维度分析的桥梁结构健康在线监测预警系统,其特征在于:所述数据采集识别模块包括信号采集处理单元和识别提取单元;

3.根据权利要求2所述的一种基于多维度分析的桥梁结构健康在线监测预警系统,其特征在于:所述应变数据STR通过应变计传感器采集的微应变变化信号原始电压进行增益放大与零点修正换算,获取反映桥梁结构局部受力或变形状态下的应变数据STR;

4.根据权利要...

【技术特征摘要】

1.一种基于多维度分析的桥梁结构健康在线监测预警系统,其特征在于:数据采集识别模块、滞后向量生成模块、趋势建模模块、退化评估模块、预警触发反馈模块和反馈分析优化模块;

2.根据权利要求1所述的一种基于多维度分析的桥梁结构健康在线监测预警系统,其特征在于:所述数据采集识别模块包括信号采集处理单元和识别提取单元;

3.根据权利要求2所述的一种基于多维度分析的桥梁结构健康在线监测预警系统,其特征在于:所述应变数据str通过应变计传感器采集的微应变变化信号原始电压进行增益放大与零点修正换算,获取反映桥梁结构局部受力或变形状态下的应变数据str;

4.根据权利要求2所述的一种基于多维度分析的桥梁结构健康在线监测预警系统,其特征在于:所述识别提取单元对获取的标准时间序列集进行扰动事件识别及事件特征参数提取,包括对标准时间序列集执行固定时间窗口的滑动遍历,计算在每一个窗口内响应信号值的标准差变化,当标准差变化超过预设的扰动判定阈值时,判定当前窗口内存在桥梁结构响应突变事件;在出现桥梁结构响应突变事件时,提取当前窗口内响应信号值达到最大幅值时刻作为峰值时间tpk,并标记当前幅值为峰值幅度apk;从峰值时间tpk向后扫描响应序列,当连续时间段内响应值波动范围稳定在峰值幅度apk±5%范围内且持续时间超过预设回稳判定窗口时,识别当前窗口时刻为结构回稳时间tst,并计算当...

【专利技术属性】
技术研发人员:武瑛杨俊朱丽军王磊
申请(专利权)人:嘉兴南湖学院
类型:发明
国别省市:

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