基于小波分析的橋梁裂縫檢測(cè)研究.pdf

1、各種缺陷(如裂縫等)的存在，嚴(yán)重威脅結(jié)構(gòu)的安全，如何識(shí)別缺陷的存在和大小一直是人們關(guān)心的問題。但目前已有的無損檢測(cè)方法，由于其抗干擾能力和精確度低，對(duì)一些微小，隱蔽的損傷往往會(huì)造成錯(cuò)判、漏判。因此，研究和發(fā)展新的橋梁損傷識(shí)別方法是非常有意義的。
　　本課題研究的目的在于通過利用小波工具對(duì)橋梁信號(hào)進(jìn)行分析，識(shí)別出損傷位置和損傷程度，為將小波分析方法應(yīng)用于實(shí)際健康監(jiān)測(cè)和檢測(cè)提供參考依據(jù)。
　　本文利用ANSYS有限元分析軟件仿真

2、帶裂縫的三跨變截面梁和移動(dòng)荷載作用下簡(jiǎn)支梁，對(duì)其位移信號(hào)進(jìn)行小波分析，通過利用不同小波工具箱對(duì)其信號(hào)進(jìn)行分析，證實(shí)了小波分析方法在橋梁健康監(jiān)測(cè)和檢測(cè)中的可行性。本文研究?jī)?nèi)容及其研究成果主要包括以下幾個(gè)方面：
　　(1)基于目前利用小波方法對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的模型多為等截面梁的特點(diǎn)，本文對(duì)變截面梁模型進(jìn)行了研究。通過對(duì)變截面梁進(jìn)行模態(tài)分析，提取出縱向位移信號(hào)和撓度位移信號(hào)，利用小波變換方法和小波包方法對(duì)其信號(hào)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)兩種方法都

3、能很好的識(shí)別出裂縫的位置，而且其縱向位移信號(hào)較撓度位移信號(hào)識(shí)別效果較好。
　　(2)由于曲率模態(tài)與撓度位移模態(tài)之間是二階導(dǎo)數(shù)關(guān)系，本文通過將位移模態(tài)轉(zhuǎn)換成曲率模態(tài)后，對(duì)曲率模態(tài)信號(hào)進(jìn)行小波變換。結(jié)果表明，利用小波變換對(duì)曲率模態(tài)信號(hào)進(jìn)行分析能很好的識(shí)別出裂縫的位置，對(duì)于多處裂縫的情況下，結(jié)合多階模態(tài)識(shí)別效果更好。
　　(3)為了考慮移動(dòng)荷載位置對(duì)橋梁裂縫識(shí)別的影響，本文利用MexicanHat小波對(duì)荷載移動(dòng)到不同位置時(shí)梁上各點(diǎn)

4、撓度信息和梁上(1/4,2/4,3/4)跨處的位移時(shí)程信號(hào)進(jìn)行連續(xù)小波變換，通過觀察小波系數(shù)模極大值位置確定裂縫的位置或移動(dòng)荷載經(jīng)過裂縫位置的時(shí)刻。為了確定損傷程度，引入了Lipschitz指數(shù)概念，同時(shí)，為了計(jì)算方便，編寫了一個(gè)計(jì)算Lipschitz指數(shù)的程序。
　　(4)利用cgau2小波對(duì)考慮移動(dòng)荷載和風(fēng)荷載耦合作用下的簡(jiǎn)支梁進(jìn)行連續(xù)復(fù)小波變換，通過結(jié)合觀察實(shí)部小波系數(shù)模極大值和虛部小波系數(shù)反對(duì)稱點(diǎn)位置來對(duì)梁的裂縫位置進(jìn)行識(shí)