基于振动的桥梁损伤检测课件

1、基于振动的桥梁损伤检测研究作者：冯明导师：陈恩利（教授）为什么进行损伤检测 随着科技的快速发展，航空航天结构、土木结构以及机械设备，都在朝着功能齐全化、结构复杂化方向发展。然而在这些结构服役期间，由于各种自然环境或者人为因素的影响，将导致其结构完整性受损，如不及时发现，将产生严重的经济损失。 如：1988年美国夏威夷航线客机由于机身裂纹引起的飞行事故，2007年中国广州九江大桥的坍塌，2007年美国明尼亚波利市的州际高速公路(I-35W)大桥的坍塌等事故因此，如何在结构失效的初期阶段及时发现结构损伤并进行相应的处理日益引起了人们的重视。振动方法损伤检测的特点 众所周知，结构的振动响应信号中包含

2、了大量的信息，且结构振动响应信号的测量相对简单、测试成本相对较低，并且随着计算机技术的飞速发展而使得检测的自动化较为容易，与此同时，振动信号完全可以在结构的工作状态下采集，这就避免了对某些结构进行离线检测所带来的巨大经济损失。 由于振动响应测试显现出了其它测试方法所不具有的优点，基于振动的结构损伤检测成为结构损伤检测领域研究的一个热点。振动损伤检测的层次领域Rytter于1993年将结构损伤检测分为四个层次：1、判定结构是否有损伤2、判定结构损伤的位置3、评估损伤的程度4、预估结构的剩余寿命依据被检测结构的不同，基于振动的结构损伤检测可以分为两个大领域：1、旋转机械结构的损伤检测2、非旋转机械

3、结构的损伤检测 检测方法的分类1、根据损伤检测是否需要进行完好结构与损伤结构的对比，可以分为对比方法以及非对比方法。2、根据损伤检测所使用的结构振动信息，可以分为直接利用响应信号的方法以及利用模态参数的方法。3、根据损伤检测是否需要建立结构的理论模型，可以分为基于模型的损伤检测方法（model-based damage detection method）及不基于模型的损伤检测方法（non-model-based damage detection method）。4、另外还可以根据损伤检测中所采集的信号类型如位移、加速度、应变等进行分类，根据所使用的数学算法如普通算法、仿生算法（神经网络、遗传算

4、法等）等进行分类，等等。检测原理基于振动的结构损伤检测方法的损伤识别过程 ：主要仪器设备检测仪器与设备检测项目东华静态应变测试系统DH3816长、短标距应变片应力测试电测位移计（YHD-100）光电挠度仪全站仪挠度测试东方所动态测试系统 INV- 306U891-型拾振器DLF-8型电荷放大器DH3817动静态应变仪自振频率测试冲击系数测试阻尼比测试桥梁检测的三个阶段一般情况下，桥梁现场检测可分为三个阶段：1、准备规划阶段2、加载与观测阶段3、分析总结阶段桥梁检测的三个阶段1、准备规划阶段是桥梁检测顺利进行的必要条件。包括对桥梁设计、施工、养护与维修等技术资料的收集；桥梁现状的检查；加载方案、测量方案的制定；测量仪器安装及现场调试等。桥梁检测的三个阶段2、加载与观测阶段是检测工作的中心环节。按照预定的试验方案，利用加载设备进行加载，运用各种测试仪器测试结构受力后的各项性能指标如挠度、应变、裂缝宽度等，并进行数据记录。桥梁损伤检测的发展方向检测成本低检测方法简单检测自动化最终实现在线的结构健康监测（SHM）进而建立结构的故障预测与健康管理系统（PHM）结论与展望 基于振动的桥梁损伤检测研究已经有了很大的进展，然而仍有许多问题值得继续研究：1、如何剔除实际检测中的各种误差对检测结果的影响。