基于橋面損傷檢測的經濟分析

□杜祝遙

(陜西國防工業職業技術學院 陜西 西安 710300)

基于橋面損傷檢測的經濟分析

□杜祝遙

(陜西國防工業職業技術學院 陜西 西安 710300)

隨著人們對交通出行需求的增大，對于橋面損傷統計檢測分析愈加重要。本文所研究的損傷檢測分析，是一個基于橋面損傷統計檢測分析改進的方法。它是一種損傷診斷方法。利用產生的數據流量來研究的橋梁響應。

橋面損傷；檢測；響應

應變傳感器收集的數據反映不僅基于事件發生時的壓力(在這里，把事件定義為通過卡車)，也不僅基于事件的影響因素，還包括結構反應由于溫度變化、隨機噪聲和應變引起的動態擾動。

數據也反映出各種卡車的類型引起的不同程度疲勞應變。收集的數據在每個事件的監控階段預處理分離只有特定的卡車類型的靜態應變數據，然后使用正式的損傷診斷算法。指定的原始數據，代表了一個典型的傳感器未處理的應變數據。公路橋梁、結構響應歸因于在足夠短的時間內溫度的變化可以忽略不計。因此，數據分割成小時間增加，導致一個常數基線熱響應。通過統計數據檢查，發現模式（取值27s）是最合適的基線值，創建一個數據集的溫度效應。行指定為0的數據代表了原始數據-溫度效應。建立一個新的基線確定每個數據文件，因為先前確定的溫度可能會改變基線。

調零數據包含隨機噪聲和應變引起的動態激勵。因為巨大的噪音/振動頻率差異疲勞和準靜態壓力，適當的切比雪夫數字濾波器（與理想的頻率響應曲線誤差最小）設計可以應用于去除噪聲和動態響應數據。切比雪夫濾波器是這個預處理過程中使用，因為它能夠減少峰值檢測誤差在使用處理時間相對較少。用切比雪夫濾波器，一個人必須知道正確的截止頻率和通帶紋波值。確定這些值，必須現場收集的數據進行分析，以確定頻率的數據內容。數據從每個傳感器導出并獨立分析，確保使用正確的值。在這個應用程序中，截止頻率變化從0.275～0.65Hz取決于傳感器的位置，和通帶波紋被設定為0.0873dB的所有傳感器。應用過濾后，將剩余的數據只反映準靜態壓力。行指定為過濾數據描述結果。線的平滑程度表明大多數動態效應和高頻噪聲已被移除。一小部分的靜態應變數據可能已被移除，但由于對照數據和監測數據進行相同的過濾過程，靜態應變的小損失不影響結果。

數據歸零和過濾后，執行數據選擇減少壓力變化引起的不同的活載配置。創建一個基于應變的卡車參數檢測子系統只選擇那些疲勞產生的同型的卡車事件，包括機動車道所定義的參數，軸數量、速度、軸間距(s)，事件開始和結束時間，和卡車體重組(即輕型卡車、重型卡車)。基于應變的卡車是一組參數檢測子系統硬件和算法，確定車輛特征從現場收集的應變數據。卡車參數檢測硬件包括兩個橫向行甲板下光纖應變傳感器安裝在橋梁下翼緣。對于每個傳感器線，兩個光纖應變傳感器定位在每一個車道。卡車檢測算法兩級分層的方式運作。首先，峰值壓力選擇光纖應變傳感器掃描動荷載基于預定義的應變閾值并確定一般卡車動荷載引起的波動(如壓力大于17MPa)。一旦發現一輛卡車通過，啟動二級分析確認，計算(如卡車的參數。大量的軸，軸間距、車輛速度、通道車道，和事件開始、結束時間)，并確定(即并發事件，多個卡車上橋在同一時間)。第二層次分析包括識別非常局部的應變峰值在甲板下光纖應變傳感器數據。額外的卡車的細節參數檢測算法由陸(2008)提出。在高速公路上，五軸重型卡車(以下稱為卡車事件)出現概率較大，并且會產生較大的壓力。

重要的卡車參數決定了每個卡車事件產生可以計算的應變范圍。圖2描繪了如何確定從卡車疲勞產生的應變范圍。注意，B-SG-BF-H和B-NG-BF-H指示器應變傳感器(即位于兩個位置。截面B，南梁下翼緣在水平方向和橫截面B，在北梁下翼緣在水平方向)。事件應變范圍最大應變和最小應變之間的差異。

結束語

橋面損傷檢測在破壞附近傳感器的前提下可以自動檢測到傷害。進而，因為傳感器位于接近傷害是第一個受到損害的影響，動荷載擾動系統有能力提供一定程度的損傷定位。橋面損傷診斷分析提供實時損傷評估信息，給橋梁管理者系統的管理決策做出重要的參考價值。

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10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.22.105

1004-7026（2017）22-0133-01

TP391.41

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