基于环境振动响应的桥梁损伤识别

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1、⑧申请网济大学工学硕士学位论文y‘78S6《蠢基于环境振动响应的桥梁损伤识别(国家自然科学慕金项目编号：50278067上海市科委辩磷玻关计划重点矮嚣编号：032112060)培养单位：一级学科：二级学科：研究生：指导教师：土木工程学洗土木工程褥粱与隧道王程黄莉萍张启伟教授二oo五年三胃摘鼹璃要损伤识别技术是目前桥梁健康监测研究的关键问题之一。基于数值模型的损伤识臻硬究已经不笈双真正意义上瀵足绥梅，j、撰巍弱要求。考虑刭壤橥结稳铰多的不确定因索、复杂的工作环境以及出此而引起的结构动力特性的变异性，本文提出了抗噪能力强、环境适应性好、对中、小损伤敏感的损伤识别新方法，并遵过嚣跨遣续梁试验验谣该方

2、法的有效性。本文综述了墓予结鞫响应静损伤谈潮鼢理论磺究躐、欹和发展。放院较线髂、非线性和其它时频方法用于非平稳信号分析的优缺点入手，引出了适用于环境振动响应分析的Hilbert．Huang变换，详细地阐述了Hilbert．Huang变换的基本组成——经验模式分薅秘蓑尔{鑫特交接，劳攒窭Hilbert-Huang变换在≤}乎稳岩号处瑷方面的优越性和有待改进的方面；同时介绍了本文采用的模式识别系统的主鼷组成，如何将模式识别系统引入到土术工程领域，并使其适用于结构的健康浆测也是本文麴一项重要任务。本文摄蹬了一释桥粱缭输损伤识剐静新方法。蕾先对采集静环境振动下的缀构响应进行预处理，由于缝自适应性强的经

3、验模式分解任何复杂的时间序列都可分成小尺度的本征模式函数，从而可利用Hilbert．Huang变换提取各个尺度上稳基予缝撬瓣瓣特毽麓瓣辩旗篷特薤，继嚣形戏瓣辩疆篷特薤群本空藏，对该样本空间设定阈值进行特锻样本的选取以剔除噪声等对结构损伤识别造成影响的样本，最艏对选择后的特征样本进行点到集合的标准欧氏距离度量，实现结构豹二类模式识别飙面诊凝结橡损伤是落发生。同时，零文在损伤位置豹辕宠方面氇敲了籀成麴探讨，秘爝与瓣爵幅缓对应的瞬时频率酶特征释本修正均餐标出了损伤位置。在对试验锯原有的有机玻璃模型梁段改进的基础上，采用试验方法对本文提窭戆方法遂行检验。在试骏室繇凌条锌下，弱霜小车激瓣两踌连续模型粱莰

4、采集梁段结构的加速度响应，进行数据处理验证了本文方法的有效性。同时，讨论了特征选择中不同闯值选取、传感器数量大小和损伤处是否安鼹传感器对该方法弱影哟。搔出整套损谯识澍方法基鸯遥弱毪，霹逶蠲予其它鹣时闽序列损伤特征参数。缀后提出了遮～研究领域的有待进一步开展的研究谦邀。摘要关键词：键康蓝灏，Hilbert—Huang交换，特征祥本选择，损伤识翔IlABSTRACTA88TRACTDamagedetectiontechniqueisoneofthekeyissuesforbridgehealthmonitoringresearchrecently．Damageidentificationresea

5、rchbasedonhumericatmodelCall’tsatisfylightNructuredamagedetectionfromactualmeaning．Consideringlotsofuncertainfactors，complicatedworkingconditionandnoveltyofdynamiccharacteristicofbridgestructural，thisthesispresentsastructuralnoveltydiagnosisapproach+whichispromisingforpracticalapplication诚氇strongabi

6、tityofresistingnoise，self-adaptabilitytoambientvibration，sensitivitytolightdmnages，asillustratedintheeasestudyona2-spancontinuousorganicglassbridge。Thecurrentandfuturetheoreticalresearchinthefieldofdamageidentificationisintroduced。Ontheonehand，Hilbert·Huangtransfomlwhichisapplicablefordealingambient

7、vibrationresponsehasbeenintroducedbylistingouttheadvantagesanddisadvantagesoflineartime—frequencyanalysismethod，nonlineartime—frequencyanalysismethodandothertime-frequencyanalysismethod．Thenthedetails