基于小波包能量的橋梁結構損傷識別指標研究.pdf

1、橋梁結構作為交通基礎設施中的重要樞紐,一旦出現(xiàn)問題將嚴重影響交通系統(tǒng)的正常運行。橋梁在使用期間不斷受到各種荷載的作用,隨著服役時間的增長結構內(nèi)部會出現(xiàn)損傷積累情況,若長期對此置之不理不予進行及時維護必將導致惡劣事故發(fā)生。因此,如何有效識別橋梁結構的早期損傷成為橋梁健康監(jiān)測領域的重要研究方向。現(xiàn)有的研究手段多通過構造反映結構系統(tǒng)狀態(tài)的損傷指標來識別損傷。本文基于小波包能量提出了一種新的橋梁損傷識別指標及其損傷識別分析方法,并通過簡支梁數(shù)值

2、仿真與斜拉橋模型試驗對其進行了驗證,具體工作如下:
　　1、通過對已有損傷識別方法與小波分析理論的總結,定義了一種新的基于小波包能量的損傷識別指標(Damage Detection Index,簡稱DDI),該指標由小波包能量變化率平方和開方而來,同時給出了基于該指標的損傷識別方法,并通過 Matlab編程予以實現(xiàn)。實際應用中利用小波包對環(huán)境激勵下的橋梁結構加速度響應信號進行分析,根據(jù)小波包頻帶能量計算損傷指標,利用損傷指標的峰值

3、進行損傷識別。
　　2、利用簡支梁模型進行數(shù)值仿真研究了DDI損傷指標的識別能力。對模型施加隨機白噪聲荷載模擬環(huán)境激勵,并設定多種損傷工況、損傷程度與噪聲水平。分析表明損傷指標對于不同工況、不同程度的損傷均能有效識別,且損傷識別效果受到損傷程度與噪聲水平的雙重影響。
　　3、利用斜拉橋模型對損傷指標的損傷識別效果進行了驗證。對模型設定單一損傷與雙損傷兩種損傷工況,首先通過對斜拉橋數(shù)值模擬得到加速度響應信號,據(jù)此對損傷識別效果