[发明专利]一种基于动力指纹的桥面板损伤识别方法

说明书

本发明提供了一种基于动力指纹的桥面板损伤识别方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：获取桥面板的位移振型；对位移振型进行分形分析；根据分形分析的结果识别损伤，本发明可用于桥面板各种点损伤，如凹坑，腐蚀，孔洞等的检测，能检测出损伤是否发生，并能精准定位损伤的位置。接利用位移传感器采集到的位移数据作为损伤识别的原始数据，避免使用健康位移振型作参照，同时具有平滑数据抗噪的功能，具备了在噪声环境下识别各种尺寸损伤的能力，特别适用于工程现场环境下桥面板的损伤检测。

技术领域

本发明涉及损伤检测领域，具体涉及一种基于动力指纹的桥面板损伤识别方法。

背景技术：

桥面板是直接参与承受车轮荷载作用的局部构件，经长期车辆移动荷载反复作用下，最容易产生疲劳损伤。同时，冬季的防冻剂和融雪剂也会对桥面板顶板产生腐蚀等损伤。上述损伤的产生和发展会危及桥梁的可靠性，准确地识别桥面是否损伤对整个桥梁结构的安全运营具有十分重要的意义。相比于传统的损伤识别方法如电磁法、超声波法、γ射线法等，基于动力指纹的桥面板损伤识别方法最大的优势是可以直接利用环境作用如风振动、车辆移动荷载作为激励源，通过相应的桥面板动力指纹响应进行实时损伤检测。工程实际中动力传感器采集的动力指纹大多是位移信号，利用相应的位移振型进行损伤识别的传统分析方法如振型差法，振型导数法等分别存在如下的限制：一是需要提前知道健康桥面板的位移振型；二是振型导数对测量噪音很敏感。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于动力指纹的桥面板损伤识别方法，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。

一种基于动力指纹的桥面板损伤识别方法，所述方法包括如下步骤：

获取桥面板的位移振型曲面；

对位移振型曲面进行分形分析；

根据分形分析的结果识别损伤。

进一步的，桥面板位移振型曲面的获取方法包括如下步骤：

对桥面板待测区域进行网格化测点布置；

采集测点的位移时程信号和空间位置信息；

根据采集的测点位移时程信号及空间位置计算得到实测频率响应矩阵；

利用实测频率响应矩阵中每个元素的虚部峰值及相应的位置即可得到位移振型曲面。

进一步的，对位移振型曲面进行分形分析的方法包括如下步骤：

定义投影垂线盒维数；

指定滑窗尺寸，计算滑窗区域内位移振型曲面的投影垂线盒维数值；

利用滑窗扫描位移振型曲面，得到投影垂线盒维数曲面。

在本实施例中，根据分形分析的结果识别损伤的方法包括如下步骤：

当投影垂线盒维数值大于阈值时，则判定此处为损伤位置。

进一步的，利用滑窗扫描位移振型曲面，得到投影垂线盒维数曲面的方法包括如下步骤：

将滑窗沿着位移振型曲面的横向或纵向位置进行移动；

获取滑窗包围区域内的位移振型曲面的投影垂线盒维数；

根据投影垂线盒维数值确定投影垂线盒维数曲面。

进一步的，投影垂线盒维数的获取方法包括如下步骤：

考虑一个典型网格区域中的位移振型曲面，网格区域通过点(i，j)，(i+1，j)，(i,j+1)和(i+1，j+1)；

选取其中三点所在的面作为基准面：