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原文传递一种基于多重交叉验证的桥梁损伤识别方法

专利名称：	一种基于多重交叉验证的桥梁损伤识别方法
摘要：	本发明的一种基于多重交叉验证的桥梁损伤识别方法，包括在桥梁下方沿桥梁延伸方向连续布置n个分布式长标距光纤光栅传感器；将所有传感器连接到解调设备，采集车辆经过时桥梁的长标距应变响应；对所有传感器进行排列组合，以任意三个传感器为一组，将对应得到的长标距应变做组内二阶差分；求每组应变差分曲线与时间横轴包围的面积；统计在阈值范围外异常的损伤指标S*所关联的传感器编号；带入损伤计算公式，得到结构损伤程度β。本发明通过多重交叉验证避免了个别传感器的异常和随机性，得到的结果置信度高，同时传感器耐久性更强，精度高，适用于简支梁和连续梁结构桥梁，可实现低成本大范围应用，及时发现桥梁潜在损伤，避免事故发生。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	东南大学
发明人：	陈适之;吴刚;冯德成
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201811622266.4
公开号：	CN109752383A
代理机构：	南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	曾教伟
分类号：	G01N21/88(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	210000 江苏省南京市四牌楼2号
主权项：	1.一种基于多重交叉验证的桥梁损伤识别方法，其特征在于，包括以下步骤： S1：在桥梁下方沿桥梁延伸方向连续布置n个分布式长标距光纤光栅传感器； S2：将所有传感器连接到解调设备，采集车辆经过时桥梁的长标距应变响应； S3：对所有传感器进行排列组合，以任意三个传感器为一组，将对应得到的长标距应变做组内二阶差分，得到组应变差分曲线； S4：求每组应变差分曲线与时间横轴包围的面积，得到个损伤指标S； S5：按设计阈值，统计在阈值范围外异常的损伤指标S所关联的传感器编号； S6：画出与异常的损伤指标S所关联的传感器编号的频率分布图，频率分布峰值处即为监测到损伤的传感器，亦即为结构损伤处x； S7：根据识别的损伤位置，带入损伤计算公式，得到结构损伤程度β。 2.根据权利要求1所述的一种基于多重交叉验证的桥梁损伤识别方法，其特征在于：步骤S1中，n个长标距光纤光栅传感器在布置时首位相连布满桥梁整跨，或者布置在桥梁的结构关键区域。 3.根据权利要求1所述的一种基于多重交叉验证的桥梁损伤识别方法，其特征在于：步骤S2中，解调设备的采集频率不低于桥梁两倍的一阶频率。 4.根据权利要求1所述的一种基于多重交叉验证的桥梁损伤识别方法，其特征在于：步骤S3中，组内二阶差分εD的具体计算公式如下： εD＝l23×ε1+l12×ε3-(l12+l23)×ε2 其中l12,l23分别为组内1、2号传感器中心距和2、3号传感器中心距，ε1,ε2,ε3为组内1、2、3号传感器测得的长标距应变响应。 5.根据权利要求1所述的一种基于多重交叉验证的桥梁损伤识别方法，其特征在于：步骤S4中，损伤指标S的计算公式为：其中T为采集时间长度。 6.根据权利要求1所述的一种基于多重交叉验证的桥梁损伤识别方法，其特征在于：步骤S5中，阈值大小设定由现场测得路面不平顺度及噪声水平评定，随着不平顺度、噪声水平的增高而增高。 7.根据权利要求1所述的一种基于多重交叉验证的桥梁损伤识别方法，其特征在于：步骤S7中，结构损伤程度β的计算公式为：其中S为正常的损伤指标值，S*为超出阈值的异常损伤指标值，lij为传感器i和传感器j之间的中心距，j为包含损伤的传感器编号，εj(t)为包含损伤传感器所测得的长标距应变时程。
所属类别：	发明专利