工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)進(jìn)展綜述荷載識(shí)別與損傷診斷

研究目的:由于受外部載荷、環(huán)境作用、災(zāi)害、人為等因素的影響,橋梁結(jié)構(gòu)在服役期間會(huì)出現(xiàn)損傷,結(jié)構(gòu)性能下降,其安全性己經(jīng)引起人們的高度重視。如何去診斷橋梁結(jié)構(gòu)的損傷,對(duì)其健康狀況進(jìn)行診斷和監(jiān)測(cè),己成為當(dāng)今函待解決的一個(gè)重要課題。研究結(jié)論:針對(duì)橋梁健康監(jiān)測(cè)benchmark結(jié)構(gòu),基于加速度響應(yīng)的自功率譜與主元分析法并結(jié)合馬氏距離,提出結(jié)構(gòu)整體損傷程度的評(píng)估方法:(1)提出的橋梁健康監(jiān)測(cè)benchmark結(jié)構(gòu)損傷診斷方法可直接利用實(shí)測(cè)自功率譜進(jìn)行損傷識(shí)別,不需要模態(tài)參數(shù),不要求有完整的模態(tài)測(cè)試數(shù)據(jù),因而避開(kāi)了實(shí)際動(dòng)測(cè)時(shí)一些模態(tài)參數(shù)的測(cè)不準(zhǔn)及實(shí)測(cè)模態(tài)不完整問(wèn)題;(2)損傷識(shí)別過(guò)程是通過(guò)分析實(shí)測(cè)自功率譜的數(shù)據(jù)特征、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)完成的,不需建立結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型,因而對(duì)結(jié)構(gòu)形式、約束方式及邊界條件均沒(méi)有特殊的要求;(3)采用力錘人工激勵(lì)及siso的動(dòng)測(cè)方法,激勵(lì)設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便;(4)本文方法對(duì)于在役橋梁的健康監(jiān)測(cè)和損傷診斷具有一定參考價(jià)值。

土木工程結(jié)構(gòu)我國(guó)工程建設(shè)最常用的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)和其他結(jié)構(gòu)相比，有其自身特點(diǎn)。如尺寸較大、質(zhì)量較重等。這些特點(diǎn)使得該結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中極容易受到環(huán)境狀態(tài)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響，從而出現(xiàn)損傷。如果不能及時(shí)的識(shí)別和診斷這些損傷，將會(huì)造成土木工程結(jié)構(gòu)性能的退化，最終會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量事故和安全事故的發(fā)生。因此，必須要加強(qiáng)土木工程結(jié)構(gòu)的損傷診斷，確保結(jié)構(gòu)完整性。本文主要分析了土木工程結(jié)構(gòu)損傷的危害及損傷診斷的內(nèi)涵，并詳細(xì)介紹了幾種損傷診斷方法。

土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的研究進(jìn)展綜述 摘要:對(duì)于大量進(jìn)入老齡和維護(hù)期的土木工程結(jié)構(gòu),其安全性倍受重視, 而具有多學(xué)科交叉特點(diǎn)的結(jié) 構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)則是支撐土木工程基礎(chǔ)設(shè)施安全運(yùn)行和適時(shí)維護(hù)的一個(gè)有力工 具。首先對(duì)各種結(jié)構(gòu)損傷檢 測(cè)方法和無(wú)線智能傳感技術(shù)的最新研究成果進(jìn)行了回顧和評(píng)述;討論了在線結(jié)構(gòu) 健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題; 最后對(duì)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)和損傷檢測(cè)領(lǐng)域今后的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。 關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè);損傷檢測(cè);振動(dòng)參數(shù);智能傳感技術(shù) asummaryreviewofrecentadvancesinresearchonstructural healthmonitoringforcivilengineeringinfrastructures (1.departmentofcivilengineering,universityof

對(duì)于大量進(jìn)入老齡和維護(hù)期的土木工程結(jié)構(gòu),其安全性倍受重視,而具有多學(xué)科交叉特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)則是支撐土木工程基礎(chǔ)設(shè)施安全運(yùn)行和適時(shí)維護(hù)的一個(gè)有力工具。首先對(duì)各種結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)方法和無(wú)線智能傳感技術(shù)的最新研究成果進(jìn)行了回顧和評(píng)述;討論了在線結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題;最后對(duì)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)和損傷檢測(cè)領(lǐng)域今后的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。

闡述了實(shí)施土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的必要性,介紹了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的內(nèi)涵、組成、監(jiān)控內(nèi)容、監(jiān)控系統(tǒng)功能及其工程應(yīng)用,討論了結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)中的兩類方法,重點(diǎn)對(duì)損傷識(shí)別中的動(dòng)力指紋法、模型修正法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、遺傳算法進(jìn)行了分析和比較,闡述了健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域今后的主要研究問(wèn)題和發(fā)展方向。

闡述了實(shí)施土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的必要性，介紹了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的內(nèi)涵、組成、監(jiān)控內(nèi)容、監(jiān)控系統(tǒng)功能及其工程應(yīng)用，討論了結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)中的兩類方法，重點(diǎn)對(duì)損傷識(shí)別中的動(dòng)力指紋法、模型修正法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、遺傳算法進(jìn)行了分析和比較，闡述了健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域今后的主要研究問(wèn)題和發(fā)展方向。

土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展

闡述了實(shí)施土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的必要性，介紹了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的內(nèi)涵、組成、監(jiān)控內(nèi)容、監(jiān)控系統(tǒng)功能及其工程應(yīng)用，討論了結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)中的兩類方法，重點(diǎn)對(duì)損傷識(shí)別中的動(dòng)力指紋法、模型修正法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、遺傳算法進(jìn)行了分析和比較，闡述了健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域今后的主要研究問(wèn)題和發(fā)展方向。

近些年，地震、洪水、暴風(fēng)等自然災(zāi)害也對(duì)這些建筑物和結(jié)構(gòu)造成不同程度的損傷，還有一些人為的爆炸等破壞性行為。因此，對(duì)結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的損傷，對(duì)可能出現(xiàn)的災(zāi)害提前預(yù)警，評(píng)估其安全性己經(jīng)成為未來(lái)工程的必然要求，也是土木工程學(xué)科發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域。本文筆者將結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)進(jìn)行了分析研究。

闡述了實(shí)施土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的必要性和迫切性,介紹了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的概念、組成及其應(yīng)用,信號(hào)采集與處理以及損傷檢測(cè)的方法和研究現(xiàn)狀,重點(diǎn)討論了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法在損傷診斷中的應(yīng)用。介紹了利用小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新型網(wǎng)絡(luò)的損傷診斷方法,最后指出了需要進(jìn)一步研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。

隨著我國(guó)改革開(kāi)放的不斷深入,土木工程建設(shè)不斷加快。從而,對(duì)于其在實(shí)際的結(jié)構(gòu)安全檢測(cè)是十分關(guān)鍵的。本文就針對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段的土木工程結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)論述,進(jìn)而闡述其研究進(jìn)展。最后著重介紹其在發(fā)展之中的幾個(gè)里程碑式的技術(shù)發(fā)展。

工程結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別問(wèn)題是目前的研究熱點(diǎn),近年來(lái)已提出許多種損傷識(shí)別方法。其中,柔度方法因計(jì)算簡(jiǎn)單實(shí)用性強(qiáng)而倍受人們關(guān)注。綜述了近二十年來(lái)基于柔度變化的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法,按照計(jì)算方法和采用數(shù)據(jù)的不同將柔度方法進(jìn)行了分類和歸納,闡述了各類柔度方法的基本原理和主要的計(jì)算公式,并分析和比較了各類柔度方法的優(yōu)點(diǎn)和不足之處。最后討論了柔度方法尚存的未解決難題并對(duì)后繼研究方向作了展望。

荷載傳遞法研究單樁荷載-沉降關(guān)系進(jìn)展綜述——荷栽傳遞法概念明確，能反映樁土體系的荷栽一沉降主要工作機(jī)理，同時(shí)具有計(jì)算簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)樁側(cè)和樁端土體的物理力學(xué)特性，利用荷載傳遞方法來(lái)確定樁的荷栽一沉降關(guān)系，是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注的...

結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)和損傷識(shí)別是近年來(lái)研究重點(diǎn)。為此，本文在簡(jiǎn)要介紹健康監(jiān)測(cè)和損傷識(shí)別概念的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)闡述了各類損傷識(shí)別整體檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。包括模型修正法、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等有模型的損傷識(shí)別方法和動(dòng)力指紋分析法、小波變換、hht法等無(wú)模型的損傷識(shí)別方法

土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的研究是近年來(lái)國(guó)際學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一,涉及許多不同的研究領(lǐng)域,如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、信號(hào)處理、結(jié)構(gòu)分析等.闡述了實(shí)施土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的必要性和迫切性,介紹了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的概念、組成及其應(yīng)用,分析研究了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)的功能、特點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)方法,重點(diǎn)討論了實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的理論、方法和存在的若干力學(xué)問(wèn)題,論述了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)在國(guó)內(nèi)外土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用狀況,最后對(duì)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的幾個(gè)重要問(wèn)題做了展望.

橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)診斷理論與技術(shù)進(jìn)展

橋梁健康監(jiān)測(cè)損傷診斷方法研究——本文選用rbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)橋跨結(jié)構(gòu)的損傷評(píng)估，并采用基于matlab的最小二乘法曲線擬合預(yù)測(cè)特征參數(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)實(shí)際測(cè)試結(jié)果分析，表明系統(tǒng)性能良好，能夠客觀地對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)作出評(píng)估。

介紹了土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的重要性及其概念設(shè)計(jì),并對(duì)各種結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)方法進(jìn)行了評(píng)述,最后對(duì)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的幾個(gè)重要問(wèn)題作了展望。

對(duì)損傷識(shí)別技術(shù)的研究最早于二十世紀(jì)40年代就已經(jīng)開(kāi)始,尤其是近二十年來(lái),隨著傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,很多新的診斷技術(shù)和方法不斷涌現(xiàn)。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外工程結(jié)構(gòu)損傷診斷的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。

近些年來(lái)，我國(guó)國(guó)內(nèi)外的學(xué)者通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型以及對(duì)數(shù)值進(jìn)行模擬等對(duì)結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行相關(guān)的研究，并取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。同時(shí)，基于結(jié)構(gòu)特性，如何提高結(jié)構(gòu)損傷特性以及可靠性，使其為結(jié)構(gòu)損傷以及修葺做出正確判斷是接下來(lái)結(jié)構(gòu)工程的工作重點(diǎn)。要想解決這一問(wèn)題應(yīng)該將工作重點(diǎn)放在如何對(duì)受損結(jié)構(gòu)做出準(zhǔn)確的識(shí)別和判斷，并對(duì)有可能出現(xiàn)的損傷特性進(jìn)行分析，對(duì)損傷結(jié)構(gòu)的可靠度進(jìn)行評(píng)估。社會(huì)的不斷進(jìn)步以及計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的融入，使得土木工程的性能檢測(cè)以及損傷機(jī)制上暴露出越來(lái)越多的問(wèn)題，筆者接下來(lái)將對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行闡述和說(shuō)明。

consideringthetechniqueforthedamageidentificationbaseonthedynamiccharacteristicsisaneffectivewayofidentifyingthestructuredamages,thepresentresearchdevelopmentforthistechniqueonitsdynamiccharacteristicsistold,thedamageidentifyingmethodanditsprincipleonthebasisofstructurevibrationresponseandthesystem'sdynamicparametersisremarkedandsomequestionsaboutthismethodwaitingtobestudiedfurtherisputforward.

1.健康監(jiān)測(cè)及診斷技術(shù)的基本概念(1)安全性評(píng)估。通過(guò)各種可能的、結(jié)構(gòu)允許的測(cè)試手段,測(cè)試其當(dāng)前的工作狀態(tài),并與其臨界失效的狀態(tài)加以比較,評(píng)價(jià)其安全等級(jí)。對(duì)于不同結(jié)構(gòu),其重要程度不同,安全等級(jí)應(yīng)該有所差別。安全性評(píng)估與可靠性不同,可靠性為一種概