淺析動(dòng)載測(cè)試與小波分析在橋梁結(jié)構(gòu)損傷診斷中的聯(lián)合應(yīng)用

馬先光

摘 要：橋梁結(jié)構(gòu)損傷診斷是保證橋梁質(zhì)量的重要措施，在實(shí)際施工過(guò)程中對(duì)于這項(xiàng)工作應(yīng)該保持高度重視。把結(jié)構(gòu)動(dòng)載測(cè)試同小波分析結(jié)合在一起進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)損傷診斷是一種新型應(yīng)用方法。這種方法的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)精確檢測(cè)。在大跨橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)過(guò)程中采用結(jié)構(gòu)動(dòng)載測(cè)試和小波分析結(jié)合的方式是最為合適的。本文將重點(diǎn)分析這兩種方法在橋梁結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)過(guò)程中的科學(xué)合理地應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：橋梁結(jié)構(gòu) 動(dòng)載測(cè)試 小波分析

中圖分類號(hào)：TU279 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（b）-0053-01

隨著我國(guó)橋梁建設(shè)的不斷加快，大跨橋梁結(jié)構(gòu)損傷診斷技術(shù)取得了明顯進(jìn)步。通常情況下用來(lái)檢測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)的方式主要是把結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)當(dāng)作損傷特征參數(shù)并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、模型修正方法及各類損傷指標(biāo)方法來(lái)進(jìn)行診斷。這些方法的應(yīng)用雖然能夠達(dá)到基本目的，但是卻只能適用于那些簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)模型中。在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中這些方法是存在缺陷的。正是因?yàn)檫@樣，在實(shí)際工作過(guò)程中就需要利用新技術(shù)來(lái)檢測(cè)。把小波分析和結(jié)構(gòu)動(dòng)載測(cè)試結(jié)合起來(lái)應(yīng)用是一種典型方式。既具有良好效果。

1 小波包能量譜結(jié)構(gòu)損傷診斷原理

小波包能量譜結(jié)構(gòu)損傷診斷是一種專業(yè)地檢測(cè)方法，實(shí)際工作過(guò)程中當(dāng)結(jié)構(gòu)損傷出現(xiàn)之后就會(huì)引起動(dòng)力特性的變化，從而最終會(huì)使得不同小波包尺度上結(jié)構(gòu)相應(yīng)的變化，結(jié)構(gòu)動(dòng)力相應(yīng)能量在各個(gè)頻帶內(nèi)部將會(huì)重新分布。在檢測(cè)過(guò)程中如果選擇前m個(gè)較大能量的頻帶作為特征頻帶，那么它的結(jié)構(gòu)動(dòng)力相應(yīng)fi，k能量系列組成的結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警的小波包能量譜就是：

2 兩種方法的聯(lián)合診斷

從理論上來(lái)看采用小波包能量譜來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷診斷是具有非常好的噪聲魯棒性及損傷敏感性的。但是從實(shí)際結(jié)果來(lái)看卻還是存在著一定問(wèn)題，小波包能量譜本身不是結(jié)構(gòu)固有的動(dòng)力參數(shù)，當(dāng)前采用的瞬態(tài)激勵(lì)磁測(cè)量和可重復(fù)的確定性激振技術(shù)能夠達(dá)到基本目的，但是我們要看到大跨橋梁結(jié)構(gòu)的的外部激勵(lì)是很難測(cè)到的。那么采用這樣一種技術(shù)就很難達(dá)到檢測(cè)目的。正是因?yàn)檫@樣，在實(shí)際工作過(guò)程中就需要采用把動(dòng)載測(cè)試同小波包能量譜相結(jié)合的方式來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。把兩者結(jié)合起來(lái)通過(guò)結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警指標(biāo)能夠判斷出結(jié)構(gòu)是否發(fā)生損傷，對(duì)于結(jié)構(gòu)損傷的位置則可以通過(guò)結(jié)構(gòu)損傷定位指標(biāo)來(lái)予以確定。

3 實(shí)際應(yīng)用

對(duì)于兩種方式的聯(lián)合應(yīng)用，本文將通過(guò)一個(gè)實(shí)際案例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。一座均一截面的三跨連續(xù)橋梁，它的全長(zhǎng)是50 m，質(zhì)量密度是7800 kg/m3.損傷模擬的位置是在左跨跨中梁段。實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中為了方便精確地測(cè)量就通過(guò)動(dòng)載試驗(yàn)的方式來(lái)進(jìn)行測(cè)量。本次試驗(yàn)主要是模擬為0.1 kN移動(dòng)載荷按照5 m/s的速度均勻地通過(guò)連續(xù)梁橋，此時(shí)動(dòng)載響應(yīng)信息就是結(jié)構(gòu)有限元模型中各節(jié)點(diǎn)動(dòng)撓度響應(yīng)。為了更加科學(xué)地得出檢測(cè)結(jié)果，本文將從以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行深入分析。

（1）魯棒性分析。對(duì)于魯棒性的分析主要是從基于車(chē)輛動(dòng)載響應(yīng)結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警指標(biāo)在噪聲強(qiáng)度及不同試驗(yàn)樣本的影響下產(chǎn)生的損傷預(yù)警能力。分析過(guò)程中假設(shè)樣本采樣次數(shù)是100，在100次數(shù)的背景下來(lái)計(jì)算不同噪聲強(qiáng)度息啊完好結(jié)構(gòu)及各損傷結(jié)構(gòu)的小波報(bào)能量譜和特征寬帶能量比。經(jīng)過(guò)深入分析，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)完好結(jié)構(gòu)同各損傷結(jié)構(gòu)的損傷預(yù)警指標(biāo)曲線是會(huì)發(fā)生一定波動(dòng)的，此時(shí)曲線的波動(dòng)主要是由噪聲引起的。測(cè)量過(guò)程中如果選擇一點(diǎn)C來(lái)進(jìn)行測(cè)量，那么通過(guò)這一點(diǎn)將能夠測(cè)出其他形式的損傷工況。實(shí)際工作過(guò)程中對(duì)于那些很難判斷損傷情況的樣本則是要采用多樣本平均方法來(lái)消除其預(yù)警指標(biāo)的變化。在經(jīng)過(guò)深入分析之后，檢測(cè)人員就會(huì)發(fā)現(xiàn)噪聲對(duì)結(jié)構(gòu)損傷會(huì)產(chǎn)生一定程度影響，這些影響主要是取決于結(jié)構(gòu)損傷程度以及噪聲強(qiáng)度的大小。試驗(yàn)?zāi)M過(guò)程中基于車(chē)輛動(dòng)載響應(yīng)的結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警指標(biāo)是具有抗噪聲干擾能力的。這是我們?cè)趯?shí)際工作中能夠檢測(cè)出來(lái)的。

（2）損傷敏感性分析。在對(duì)橋梁的損傷敏感性經(jīng)過(guò)科學(xué)細(xì)致地分析之后，檢測(cè)人員就會(huì)發(fā)現(xiàn)連續(xù)梁橋測(cè)點(diǎn)損傷預(yù)警指標(biāo)數(shù)具有較好連續(xù)性的，支座測(cè)點(diǎn)則是例外。因而從實(shí)際效果來(lái)看損傷預(yù)警指標(biāo)對(duì)于測(cè)點(diǎn)布置本身是具有良好的魯棒性的。正是以為這一點(diǎn)，這種檢測(cè)方式在大跨橋梁結(jié)構(gòu)中能夠得到廣泛應(yīng)用。

通過(guò)模擬檢測(cè)人員發(fā)現(xiàn)模擬的梁段損傷對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)自振頻率的影響并不是很大，甚至可以說(shuō)非常小。這樣的情況如果再采用結(jié)構(gòu)自振頻率變化來(lái)發(fā)現(xiàn)連續(xù)梁橋損傷就會(huì)變得更為困難，與此相反利用結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警指標(biāo)則能夠發(fā)現(xiàn)動(dòng)力特性的變化情況，這樣就會(huì)使得橋梁更加具有良好的損傷預(yù)警能力。對(duì)此，我們?cè)趯?shí)際工作過(guò)程中就應(yīng)該不斷加強(qiáng)研究。

（3）定位結(jié)果分析。實(shí)際工作過(guò)程中工作人員分析了連續(xù)梁橋各測(cè)點(diǎn)能量比偏差曲率，從分析中可以看出橋梁支座處測(cè)點(diǎn)的能量比偏差是存在突變現(xiàn)象的，因而它的能量比偏差曲率就要取0，還有就是在不同損傷工況下位于左跨跨中區(qū)測(cè)點(diǎn)能量比偏差曲率是存在著較大變化的，這一現(xiàn)象隨著損傷程度的增大，它的能量比偏差曲率變化將會(huì)變得更為明顯。實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中通常情況下是損傷在達(dá)到一定程度的時(shí)候，其連續(xù)梁橋測(cè)點(diǎn)能量偏差曲率是能夠較好的識(shí)別結(jié)構(gòu)損傷位置的。這是我們?cè)趯?shí)際施工過(guò)程中需要重視的一點(diǎn)。總的來(lái)說(shuō)采用動(dòng)載測(cè)試和小波分析相結(jié)合的方式來(lái)進(jìn)行測(cè)量，是能夠真實(shí)反映出橋梁自身的情況的。橋梁檢測(cè)過(guò)程中關(guān)鍵是要尋找合適的大跨橋梁結(jié)構(gòu)同時(shí)還要具有良好損傷敏感性結(jié)構(gòu)損傷特征參數(shù)。只有做好這項(xiàng)工作，才能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)檢測(cè)。對(duì)于損傷的發(fā)生位置通常是由結(jié)構(gòu)損傷指標(biāo)，能量比偏差和能量比偏差曲率來(lái)確定的。

大跨橋梁檢測(cè)歷來(lái)是一個(gè)十分重要的問(wèn)題，在實(shí)際工作過(guò)程中利用小波分析和動(dòng)載測(cè)試相結(jié)合的方式來(lái)進(jìn)行檢查更能夠有效確定橋梁的自身情況。

參考文獻(xiàn)

[1] 丁幼亮，李愛(ài)群，繆長(zhǎng)青.大跨橋梁結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警的基本原理與方法「J].防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)，2005（2）.

[2] 宗周紅，任偉新，阮毅。土木工程結(jié)構(gòu)損傷診斷研究進(jìn)展[J].土木工程學(xué)報(bào)，2003（5）.endprint

摘 要：橋梁結(jié)構(gòu)損傷診斷是保證橋梁質(zhì)量的重要措施，在實(shí)際施工過(guò)程中對(duì)于這項(xiàng)工作應(yīng)該保持高度重視。把結(jié)構(gòu)動(dòng)載測(cè)試同小波分析結(jié)合在一起進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)損傷診斷是一種新型應(yīng)用方法。這種方法的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)精確檢測(cè)。在大跨橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)過(guò)程中采用結(jié)構(gòu)動(dòng)載測(cè)試和小波分析結(jié)合的方式是最為合適的。本文將重點(diǎn)分析這兩種方法在橋梁結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)過(guò)程中的科學(xué)合理地應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：橋梁結(jié)構(gòu) 動(dòng)載測(cè)試 小波分析

中圖分類號(hào)：TU279 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（b）-0053-01

隨著我國(guó)橋梁建設(shè)的不斷加快，大跨橋梁結(jié)構(gòu)損傷診斷技術(shù)取得了明顯進(jìn)步。通常情況下用來(lái)檢測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)的方式主要是把結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)當(dāng)作損傷特征參數(shù)并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、模型修正方法及各類損傷指標(biāo)方法來(lái)進(jìn)行診斷。這些方法的應(yīng)用雖然能夠達(dá)到基本目的，但是卻只能適用于那些簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)模型中。在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中這些方法是存在缺陷的。正是因?yàn)檫@樣，在實(shí)際工作過(guò)程中就需要利用新技術(shù)來(lái)檢測(cè)。把小波分析和結(jié)構(gòu)動(dòng)載測(cè)試結(jié)合起來(lái)應(yīng)用是一種典型方式。既具有良好效果。

1 小波包能量譜結(jié)構(gòu)損傷診斷原理

小波包能量譜結(jié)構(gòu)損傷診斷是一種專業(yè)地檢測(cè)方法，實(shí)際工作過(guò)程中當(dāng)結(jié)構(gòu)損傷出現(xiàn)之后就會(huì)引起動(dòng)力特性的變化，從而最終會(huì)使得不同小波包尺度上結(jié)構(gòu)相應(yīng)的變化，結(jié)構(gòu)動(dòng)力相應(yīng)能量在各個(gè)頻帶內(nèi)部將會(huì)重新分布。在檢測(cè)過(guò)程中如果選擇前m個(gè)較大能量的頻帶作為特征頻帶，那么它的結(jié)構(gòu)動(dòng)力相應(yīng)fi，k能量系列組成的結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警的小波包能量譜就是：

2 兩種方法的聯(lián)合診斷

從理論上來(lái)看采用小波包能量譜來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷診斷是具有非常好的噪聲魯棒性及損傷敏感性的。但是從實(shí)際結(jié)果來(lái)看卻還是存在著一定問(wèn)題，小波包能量譜本身不是結(jié)構(gòu)固有的動(dòng)力參數(shù)，當(dāng)前采用的瞬態(tài)激勵(lì)磁測(cè)量和可重復(fù)的確定性激振技術(shù)能夠達(dá)到基本目的，但是我們要看到大跨橋梁結(jié)構(gòu)的的外部激勵(lì)是很難測(cè)到的。那么采用這樣一種技術(shù)就很難達(dá)到檢測(cè)目的。正是因?yàn)檫@樣，在實(shí)際工作過(guò)程中就需要采用把動(dòng)載測(cè)試同小波包能量譜相結(jié)合的方式來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。把兩者結(jié)合起來(lái)通過(guò)結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警指標(biāo)能夠判斷出結(jié)構(gòu)是否發(fā)生損傷，對(duì)于結(jié)構(gòu)損傷的位置則可以通過(guò)結(jié)構(gòu)損傷定位指標(biāo)來(lái)予以確定。

3 實(shí)際應(yīng)用

對(duì)于兩種方式的聯(lián)合應(yīng)用，本文將通過(guò)一個(gè)實(shí)際案例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。一座均一截面的三跨連續(xù)橋梁，它的全長(zhǎng)是50 m，質(zhì)量密度是7800 kg/m3.損傷模擬的位置是在左跨跨中梁段。實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中為了方便精確地測(cè)量就通過(guò)動(dòng)載試驗(yàn)的方式來(lái)進(jìn)行測(cè)量。本次試驗(yàn)主要是模擬為0.1 kN移動(dòng)載荷按照5 m/s的速度均勻地通過(guò)連續(xù)梁橋，此時(shí)動(dòng)載響應(yīng)信息就是結(jié)構(gòu)有限元模型中各節(jié)點(diǎn)動(dòng)撓度響應(yīng)。為了更加科學(xué)地得出檢測(cè)結(jié)果，本文將從以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行深入分析。

（1）魯棒性分析。對(duì)于魯棒性的分析主要是從基于車(chē)輛動(dòng)載響應(yīng)結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警指標(biāo)在噪聲強(qiáng)度及不同試驗(yàn)樣本的影響下產(chǎn)生的損傷預(yù)警能力。分析過(guò)程中假設(shè)樣本采樣次數(shù)是100，在100次數(shù)的背景下來(lái)計(jì)算不同噪聲強(qiáng)度息啊完好結(jié)構(gòu)及各損傷結(jié)構(gòu)的小波報(bào)能量譜和特征寬帶能量比。經(jīng)過(guò)深入分析，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)完好結(jié)構(gòu)同各損傷結(jié)構(gòu)的損傷預(yù)警指標(biāo)曲線是會(huì)發(fā)生一定波動(dòng)的，此時(shí)曲線的波動(dòng)主要是由噪聲引起的。測(cè)量過(guò)程中如果選擇一點(diǎn)C來(lái)進(jìn)行測(cè)量，那么通過(guò)這一點(diǎn)將能夠測(cè)出其他形式的損傷工況。實(shí)際工作過(guò)程中對(duì)于那些很難判斷損傷情況的樣本則是要采用多樣本平均方法來(lái)消除其預(yù)警指標(biāo)的變化。在經(jīng)過(guò)深入分析之后，檢測(cè)人員就會(huì)發(fā)現(xiàn)噪聲對(duì)結(jié)構(gòu)損傷會(huì)產(chǎn)生一定程度影響，這些影響主要是取決于結(jié)構(gòu)損傷程度以及噪聲強(qiáng)度的大小。試驗(yàn)?zāi)M過(guò)程中基于車(chē)輛動(dòng)載響應(yīng)的結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警指標(biāo)是具有抗噪聲干擾能力的。這是我們?cè)趯?shí)際工作中能夠檢測(cè)出來(lái)的。

（2）損傷敏感性分析。在對(duì)橋梁的損傷敏感性經(jīng)過(guò)科學(xué)細(xì)致地分析之后，檢測(cè)人員就會(huì)發(fā)現(xiàn)連續(xù)梁橋測(cè)點(diǎn)損傷預(yù)警指標(biāo)數(shù)具有較好連續(xù)性的，支座測(cè)點(diǎn)則是例外。因而從實(shí)際效果來(lái)看損傷預(yù)警指標(biāo)對(duì)于測(cè)點(diǎn)布置本身是具有良好的魯棒性的。正是以為這一點(diǎn)，這種檢測(cè)方式在大跨橋梁結(jié)構(gòu)中能夠得到廣泛應(yīng)用。

通過(guò)模擬檢測(cè)人員發(fā)現(xiàn)模擬的梁段損傷對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)自振頻率的影響并不是很大，甚至可以說(shuō)非常小。這樣的情況如果再采用結(jié)構(gòu)自振頻率變化來(lái)發(fā)現(xiàn)連續(xù)梁橋損傷就會(huì)變得更為困難，與此相反利用結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警指標(biāo)則能夠發(fā)現(xiàn)動(dòng)力特性的變化情況，這樣就會(huì)使得橋梁更加具有良好的損傷預(yù)警能力。對(duì)此，我們?cè)趯?shí)際工作過(guò)程中就應(yīng)該不斷加強(qiáng)研究。

（3）定位結(jié)果分析。實(shí)際工作過(guò)程中工作人員分析了連續(xù)梁橋各測(cè)點(diǎn)能量比偏差曲率，從分析中可以看出橋梁支座處測(cè)點(diǎn)的能量比偏差是存在突變現(xiàn)象的，因而它的能量比偏差曲率就要取0，還有就是在不同損傷工況下位于左跨跨中區(qū)測(cè)點(diǎn)能量比偏差曲率是存在著較大變化的，這一現(xiàn)象隨著損傷程度的增大，它的能量比偏差曲率變化將會(huì)變得更為明顯。實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中通常情況下是損傷在達(dá)到一定程度的時(shí)候，其連續(xù)梁橋測(cè)點(diǎn)能量偏差曲率是能夠較好的識(shí)別結(jié)構(gòu)損傷位置的。這是我們?cè)趯?shí)際施工過(guò)程中需要重視的一點(diǎn)。總的來(lái)說(shuō)采用動(dòng)載測(cè)試和小波分析相結(jié)合的方式來(lái)進(jìn)行測(cè)量，是能夠真實(shí)反映出橋梁自身的情況的。橋梁檢測(cè)過(guò)程中關(guān)鍵是要尋找合適的大跨橋梁結(jié)構(gòu)同時(shí)還要具有良好損傷敏感性結(jié)構(gòu)損傷特征參數(shù)。只有做好這項(xiàng)工作，才能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)檢測(cè)。對(duì)于損傷的發(fā)生位置通常是由結(jié)構(gòu)損傷指標(biāo)，能量比偏差和能量比偏差曲率來(lái)確定的。

大跨橋梁檢測(cè)歷來(lái)是一個(gè)十分重要的問(wèn)題，在實(shí)際工作過(guò)程中利用小波分析和動(dòng)載測(cè)試相結(jié)合的方式來(lái)進(jìn)行檢查更能夠有效確定橋梁的自身情況。

參考文獻(xiàn)

[1] 丁幼亮，李愛(ài)群，繆長(zhǎng)青.大跨橋梁結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警的基本原理與方法「J].防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)，2005（2）.

[2] 宗周紅，任偉新，阮毅。土木工程結(jié)構(gòu)損傷診斷研究進(jìn)展[J].土木工程學(xué)報(bào)，2003（5）.endprint

摘 要：橋梁結(jié)構(gòu)損傷診斷是保證橋梁質(zhì)量的重要措施，在實(shí)際施工過(guò)程中對(duì)于這項(xiàng)工作應(yīng)該保持高度重視。把結(jié)構(gòu)動(dòng)載測(cè)試同小波分析結(jié)合在一起進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)損傷診斷是一種新型應(yīng)用方法。這種方法的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)精確檢測(cè)。在大跨橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)過(guò)程中采用結(jié)構(gòu)動(dòng)載測(cè)試和小波分析結(jié)合的方式是最為合適的。本文將重點(diǎn)分析這兩種方法在橋梁結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)過(guò)程中的科學(xué)合理地應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：橋梁結(jié)構(gòu) 動(dòng)載測(cè)試 小波分析

中圖分類號(hào)：TU279 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（b）-0053-01

隨著我國(guó)橋梁建設(shè)的不斷加快，大跨橋梁結(jié)構(gòu)損傷診斷技術(shù)取得了明顯進(jìn)步。通常情況下用來(lái)檢測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)的方式主要是把結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)當(dāng)作損傷特征參數(shù)并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、模型修正方法及各類損傷指標(biāo)方法來(lái)進(jìn)行診斷。這些方法的應(yīng)用雖然能夠達(dá)到基本目的，但是卻只能適用于那些簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)模型中。在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中這些方法是存在缺陷的。正是因?yàn)檫@樣，在實(shí)際工作過(guò)程中就需要利用新技術(shù)來(lái)檢測(cè)。把小波分析和結(jié)構(gòu)動(dòng)載測(cè)試結(jié)合起來(lái)應(yīng)用是一種典型方式。既具有良好效果。

1 小波包能量譜結(jié)構(gòu)損傷診斷原理

小波包能量譜結(jié)構(gòu)損傷診斷是一種專業(yè)地檢測(cè)方法，實(shí)際工作過(guò)程中當(dāng)結(jié)構(gòu)損傷出現(xiàn)之后就會(huì)引起動(dòng)力特性的變化，從而最終會(huì)使得不同小波包尺度上結(jié)構(gòu)相應(yīng)的變化，結(jié)構(gòu)動(dòng)力相應(yīng)能量在各個(gè)頻帶內(nèi)部將會(huì)重新分布。在檢測(cè)過(guò)程中如果選擇前m個(gè)較大能量的頻帶作為特征頻帶，那么它的結(jié)構(gòu)動(dòng)力相應(yīng)fi，k能量系列組成的結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警的小波包能量譜就是：

2 兩種方法的聯(lián)合診斷

從理論上來(lái)看采用小波包能量譜來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷診斷是具有非常好的噪聲魯棒性及損傷敏感性的。但是從實(shí)際結(jié)果來(lái)看卻還是存在著一定問(wèn)題，小波包能量譜本身不是結(jié)構(gòu)固有的動(dòng)力參數(shù)，當(dāng)前采用的瞬態(tài)激勵(lì)磁測(cè)量和可重復(fù)的確定性激振技術(shù)能夠達(dá)到基本目的，但是我們要看到大跨橋梁結(jié)構(gòu)的的外部激勵(lì)是很難測(cè)到的。那么采用這樣一種技術(shù)就很難達(dá)到檢測(cè)目的。正是因?yàn)檫@樣，在實(shí)際工作過(guò)程中就需要采用把動(dòng)載測(cè)試同小波包能量譜相結(jié)合的方式來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。把兩者結(jié)合起來(lái)通過(guò)結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警指標(biāo)能夠判斷出結(jié)構(gòu)是否發(fā)生損傷，對(duì)于結(jié)構(gòu)損傷的位置則可以通過(guò)結(jié)構(gòu)損傷定位指標(biāo)來(lái)予以確定。

3 實(shí)際應(yīng)用

對(duì)于兩種方式的聯(lián)合應(yīng)用，本文將通過(guò)一個(gè)實(shí)際案例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。一座均一截面的三跨連續(xù)橋梁，它的全長(zhǎng)是50 m，質(zhì)量密度是7800 kg/m3.損傷模擬的位置是在左跨跨中梁段。實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中為了方便精確地測(cè)量就通過(guò)動(dòng)載試驗(yàn)的方式來(lái)進(jìn)行測(cè)量。本次試驗(yàn)主要是模擬為0.1 kN移動(dòng)載荷按照5 m/s的速度均勻地通過(guò)連續(xù)梁橋，此時(shí)動(dòng)載響應(yīng)信息就是結(jié)構(gòu)有限元模型中各節(jié)點(diǎn)動(dòng)撓度響應(yīng)。為了更加科學(xué)地得出檢測(cè)結(jié)果，本文將從以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行深入分析。

（1）魯棒性分析。對(duì)于魯棒性的分析主要是從基于車(chē)輛動(dòng)載響應(yīng)結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警指標(biāo)在噪聲強(qiáng)度及不同試驗(yàn)樣本的影響下產(chǎn)生的損傷預(yù)警能力。分析過(guò)程中假設(shè)樣本采樣次數(shù)是100，在100次數(shù)的背景下來(lái)計(jì)算不同噪聲強(qiáng)度息啊完好結(jié)構(gòu)及各損傷結(jié)構(gòu)的小波報(bào)能量譜和特征寬帶能量比。經(jīng)過(guò)深入分析，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)完好結(jié)構(gòu)同各損傷結(jié)構(gòu)的損傷預(yù)警指標(biāo)曲線是會(huì)發(fā)生一定波動(dòng)的，此時(shí)曲線的波動(dòng)主要是由噪聲引起的。測(cè)量過(guò)程中如果選擇一點(diǎn)C來(lái)進(jìn)行測(cè)量，那么通過(guò)這一點(diǎn)將能夠測(cè)出其他形式的損傷工況。實(shí)際工作過(guò)程中對(duì)于那些很難判斷損傷情況的樣本則是要采用多樣本平均方法來(lái)消除其預(yù)警指標(biāo)的變化。在經(jīng)過(guò)深入分析之后，檢測(cè)人員就會(huì)發(fā)現(xiàn)噪聲對(duì)結(jié)構(gòu)損傷會(huì)產(chǎn)生一定程度影響，這些影響主要是取決于結(jié)構(gòu)損傷程度以及噪聲強(qiáng)度的大小。試驗(yàn)?zāi)M過(guò)程中基于車(chē)輛動(dòng)載響應(yīng)的結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警指標(biāo)是具有抗噪聲干擾能力的。這是我們?cè)趯?shí)際工作中能夠檢測(cè)出來(lái)的。

（2）損傷敏感性分析。在對(duì)橋梁的損傷敏感性經(jīng)過(guò)科學(xué)細(xì)致地分析之后，檢測(cè)人員就會(huì)發(fā)現(xiàn)連續(xù)梁橋測(cè)點(diǎn)損傷預(yù)警指標(biāo)數(shù)具有較好連續(xù)性的，支座測(cè)點(diǎn)則是例外。因而從實(shí)際效果來(lái)看損傷預(yù)警指標(biāo)對(duì)于測(cè)點(diǎn)布置本身是具有良好的魯棒性的。正是以為這一點(diǎn)，這種檢測(cè)方式在大跨橋梁結(jié)構(gòu)中能夠得到廣泛應(yīng)用。

通過(guò)模擬檢測(cè)人員發(fā)現(xiàn)模擬的梁段損傷對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)自振頻率的影響并不是很大，甚至可以說(shuō)非常小。這樣的情況如果再采用結(jié)構(gòu)自振頻率變化來(lái)發(fā)現(xiàn)連續(xù)梁橋損傷就會(huì)變得更為困難，與此相反利用結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警指標(biāo)則能夠發(fā)現(xiàn)動(dòng)力特性的變化情況，這樣就會(huì)使得橋梁更加具有良好的損傷預(yù)警能力。對(duì)此，我們?cè)趯?shí)際工作過(guò)程中就應(yīng)該不斷加強(qiáng)研究。

（3）定位結(jié)果分析。實(shí)際工作過(guò)程中工作人員分析了連續(xù)梁橋各測(cè)點(diǎn)能量比偏差曲率，從分析中可以看出橋梁支座處測(cè)點(diǎn)的能量比偏差是存在突變現(xiàn)象的，因而它的能量比偏差曲率就要取0，還有就是在不同損傷工況下位于左跨跨中區(qū)測(cè)點(diǎn)能量比偏差曲率是存在著較大變化的，這一現(xiàn)象隨著損傷程度的增大，它的能量比偏差曲率變化將會(huì)變得更為明顯。實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中通常情況下是損傷在達(dá)到一定程度的時(shí)候，其連續(xù)梁橋測(cè)點(diǎn)能量偏差曲率是能夠較好的識(shí)別結(jié)構(gòu)損傷位置的。這是我們?cè)趯?shí)際施工過(guò)程中需要重視的一點(diǎn)。總的來(lái)說(shuō)采用動(dòng)載測(cè)試和小波分析相結(jié)合的方式來(lái)進(jìn)行測(cè)量，是能夠真實(shí)反映出橋梁自身的情況的。橋梁檢測(cè)過(guò)程中關(guān)鍵是要尋找合適的大跨橋梁結(jié)構(gòu)同時(shí)還要具有良好損傷敏感性結(jié)構(gòu)損傷特征參數(shù)。只有做好這項(xiàng)工作，才能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)檢測(cè)。對(duì)于損傷的發(fā)生位置通常是由結(jié)構(gòu)損傷指標(biāo)，能量比偏差和能量比偏差曲率來(lái)確定的。

大跨橋梁檢測(cè)歷來(lái)是一個(gè)十分重要的問(wèn)題，在實(shí)際工作過(guò)程中利用小波分析和動(dòng)載測(cè)試相結(jié)合的方式來(lái)進(jìn)行檢查更能夠有效確定橋梁的自身情況。

參考文獻(xiàn)

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