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原文传递基于影响线的多跨等跨径连续梁桥损伤识别方法

专利名称：	基于影响线的多跨等跨径连续梁桥损伤识别方法
摘要：	本发明公开了一种基于影响线的多跨等跨径连续梁桥损伤识别方法，包括：采集每跨跨中应力或挠度影响线信号；对采集的影响线信号分别引入多个不同的白噪声；对引入多个白噪声后得到的不同信号分别做经验模态分解，得到多个本征模函数分量；将全部本征模函数分量求和并按照引入白噪音的个数求均值，得到准静态影响线信号；通过准静态影响线信号计算临近跨相似指标，确定损伤跨；计算临近跨影响线的差值；计算损伤指标，绘制损伤指标的变化曲线，变化曲线中出现峰值的位置即为损伤跨中损伤位置。本发明可以排除动载效应和环境噪声引起的局部波动得到准静态影响线，为准确可靠的损伤识别提供了基础，能对多跨等跨径连续梁桥损伤进行快速识别与定位。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京东南建筑机电抗震研究院有限公司
发明人：	杨康
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910524357.2
公开号：	CN110261305A
代理机构：	江苏斐多律师事务所
代理人：	王纯洁;王长征
分类号：	G01N19/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N19
申请人地址：	211200 江苏省南京市溧水区永阳街道秦淮大道288号幸庄科技产业园
主权项：	1.一种基于影响线的多跨等跨径连续梁桥损伤识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采集每跨跨中应力或挠度影响线信号；步骤2：对采集其中一跨跨中的影响线信号分别引入多个不同的白噪声；步骤3：对分别引入多个白噪声后得到的不同信号分别做经验模态分解，得到多个本征模函数分量；步骤4：将步骤3得到的全部本征模函数分量求和并按照引入白噪音的个数求均值，得到准静态影响线信号；步骤5：按照步骤2至步骤4的方法求取每跨跨中对应的准静态影响线信号；步骤6：通过准静态影响线信号计算临近跨相似指标，确定损伤跨；步骤7：计算具有损伤跨的临近跨影响线的差值；步骤8：根据步骤7的差值计算损伤指标，绘制损伤指标的变化曲线，提取变化曲线中出现峰值的位置，该峰值位置即为损伤跨中损伤位置。 2.根据权利要求1所述的基于影响线的多跨等跨径连续梁桥损伤识别方法，其特征在于，所述的步骤2具体为：将其中一跨跨中的影响线信号记为Y(t)，对影响线信号Y(t)分别引入M个不同的白噪声： Ym(t)＝Y(t)+WN(m)(m＝1～M) (1)；式中，Ym(t)为对影响线信号Y(t)引入第m个白噪音后得到的信号，WN(m)为白噪声。 3.根据权利要求2所述的基于影响线的多跨等跨径连续梁桥损伤识别方法，其特征在于，所述的步骤3具体为： (3.1)采用3次样条函数对信号Ym(t)的所有极大值点和极小值点进行拟合，得到上包络线u1(t)和下包络线d1(t)，对上包络线u1(t)和下包络线d1(t)求均值得到a1(t)； (3.2)用信号Ym(t)减去均值a1(t)，得到新信号m1(t)： m1(t)＝Ym(t)-a1(t) (2)； (3.3)若m1(t)满足IMF条件，则将m1(t)作为第1个本征模函数分量c1(t)，否则，将m1(t)替换Ym(t)重复步骤(3.1)和(3.2)，若经过s次重复，得到满足IMF条件的ms(t)，则将ms(t)作为第1个本征模函数分量c1(t)； (3.4)求取本征模函数分量的余量： r1(t)＝Ym(t)-c1(t) (3)； (3.5)将r1(t)作为新的信号并重复步骤(3.1)至(3.4)的筛选过程，在筛选过程中依次得到本征模函数分量c2(t)、c3(t)、c4(t)......cn(t)；当经过多次筛选过程后，余量rn(t)不可被分解时，停止筛选。 4.根据权利要求3所述的基于影响线的多跨等跨径连续梁桥损伤识别方法，其特征在于，所述的步骤4具体为： (4.1)对引入第m个白噪音后得到的信号按照步骤3的方法做经验模态分解进而得到的多个本征模函数分量进行求和，得到Cm(t)： (4.2)对全部本征模函数分量求和并按照引入白噪音的个数求均值，得到准静态影响线信号Yq(t)： 5.根据权利要求4所述的基于影响线的多跨等跨径连续梁桥损伤识别方法，其特征在于，所述的步骤5具体为：按照步骤2至步骤4的方法求取每跨跨中对应的准静态影响线信号，跨的总数为z，第1跨至z跨的跨中对应的准静态影响线信号分别记为Yq1(t)、Yq2(t)......Yqz(t)；所述的步骤6具体为： (6.1)计算临近跨相似指标Sa，a+1：其中Sa，a+1表示第a跨和第a+1跨的相似指标，第a跨和第a+1跨为临近跨，Yqa(j)表示第a跨对应的准静态影响线信号Yqa(t)中第j时间点对应的值，Yqa+1(j)表示第a+1跨对应的准静态影响线信号Yqa+1(t)中第j时间点对应的值，T为准静态影响线信号中的测点数； (6.2)若Sa，a+1≤0.85或者Sa，a+1≥1.15，则判定临近跨中存在损伤跨，将临近跨中幅值更大的准静态影响线信号所对应的跨记为损伤跨，另外一跨记为未损伤跨。 6.根据权利要求5所述的基于影响线的多跨等跨径连续梁桥损伤识别方法，其特征在于，所述的步骤7具体为： (7.1)将临近跨中损伤跨和未损伤跨的准静态影响线信号中的自变量时间转换为荷载作用位置，得到准静载影响线； (7.2)计算临近跨中损伤跨对应的准静载影响线和未损伤跨对应的准静载影响线的差值K1(x)： K1(x)＝Yqa(x)-Yqb(x) (7)；其中Yqa(x)表示为临近跨中损伤跨为第a跨对应的准静载影响线；将临近跨中未损伤跨对应的准静载影响线作为基准跨准静载影响线Yqb(x)；x为荷载作用位置。 7.根据权利要求6所述的基于影响线的多跨等跨径连续梁桥损伤识别方法，其特征在于，所述的步骤8具体为：通过差值的变化率定义损伤指标K2(xj)：其中xj表示第j时间点对应的荷载作用位置，单位m；xj+1表示第j+1时间点对应的荷载作用位置，单位m；绘制K2(xj)沿荷载作用位置的变化曲线，提取变化曲线中出现峰值的位置，该峰值位置对应的荷载作用位置即为损伤跨中损伤位置。
所属类别：	发明专利