基于车致振动和提升小波的梁式桥损伤识别研究

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1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityForthedegreeofMasterTheResearchontheDamageIdentificationoftheGirderBridgeunderVehicleLoadsBasedonLiftingWaveletByYaoZhangSupervisor：Prof．ZengshouSunBridgeandTunnelengineeringSchoolofCivilEngineering一April2014学位论文原创性

2、声明IIIIIIIlJlllIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIllllllIlllIIIIY2545759本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：番耀日期：2014年5月24日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据

3、郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：芬耀日期：2014年5月24日摘要由于传统的损伤检测方法需要人工激励、阻断交通、布置大量传感器等弊端，使得传统损伤

4、识别方法不能广泛应用于实际桥梁工程。为克服这些弊端，本文采用车辆作为激励力，利用桥梁结构一点的加速度响应，在提升小波理论的基础上，提出了基于提升小波的桥梁结构损伤指标和识别方法，该类方法具有较高的便捷性和适用性。主要内容包括以下几个方面：1．系统概括并分析了基于车致振动的桥梁结构损伤识别方法。根据国内外最新研究成果，将基于车致振动的桥梁损伤检测方法分为三类：直接利用桥梁结构振动响应的损伤检测，间接利用车辆振动响应的损伤检测，以及综合利用车辆和桥梁结构振动响应的损伤检测方法；并对各种方法的基本原理及工

5、程适用性进行了详细论述和评价。2．详细阐述了小波变换和提升小波的基本原理，并分析了他们的优缺点；讨论了小波分析在信号处理中的应用及小波基函数的选择。3．根据损伤桥梁在车辆荷载作用下的动力响应特点，在提升小波变换理论和方法基础上，提出了利用桥梁在运营荷载作用下加速度响应对损伤进行识别的方法。首先采集桥梁在行车荷载作用下的加速度响应信号，然后对加速度响应信号进行提升小波变换，分别利用加速度响应信号、加速度响应信号差提升小波变换系数空间变化的峰值识别损伤位置，并讨论了行车速度、损伤程度、损伤位置和测量噪声

6、对桥梁结构损伤识别效果的影响。4．将提升小波变换理论分别与互熵和相关函数理论结合起来构造出提升小波能谱互熵和提升小波互异系数两类损伤指标，并采用数值算例对损伤指标进行验证，结果表明：提升小波能谱互熵和提升小波互异系数损伤指标能及时发现损伤的出现，并能够确定桥梁结构的损伤位置，同时提升小波互异系数在一定程度上也能表征损伤程度的大小，最后分析了测量噪声对损伤指标的影响。关键词：损伤识别；提升小波互异系数；加速度响应；提升小波能谱互熵AbstJ‘actAbstractThetraditionaldamag

7、eidentificationmethods，whichneedartificialincentive，blockingtraffic，alargenumberofsensors，cannotbewidelyappliedintheactualproject．Toovercomethesedisadvantages，themethodsbasedontheliftingwavelet，usingtheaccelerationresponseofthebridgeundervehicleloads，a

8、reproposedinthispaper，whichareconvenientandsuitable．Themaincontentsincludethefollowingaspects：1)Accordingtothelatestachievementsinresearchathomeandabroad，thebridgedamagedetectionmethodbasedoncoupledvibrationofvehicle—bridgecanbedividedi