[发明专利]基于统计指标的混凝土桥梁结构健康诊断的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种桥梁结构安全评价技术，尤其涉及一种基于统计指标的混凝土桥梁结构健康诊断的方法。

背景技术

结构健康监测作为替代桥梁传统安全检测和评定的新兴技术，已得到广泛关注并取得了一定进展。然而其核心之一的结构健康诊断，大多仍采用依赖结构精确模型和已知激励的方法。由于旧桥资料的缺乏和桥梁结构参数的变化，建立精确模型十分困难，加上在监测中环境激励的未知性，使得此类方法难以奏效。无模型的评价方法近年来逐渐得到广大学者的重视。

发明内容

本发明提出了一种基于统计指标的混凝土桥梁结构健康诊断的方法：对每个挠度测点，只保留每天监测数据的最大值、最小值、开始值和结束值四个数据，根据所保留的数据计算ADX指标、DMA指标、TRIX指标，1)采用ADX指标描述桥梁结构的当前劣化趋势；2)采用DMA指标描述桥梁结构的中短期劣化趋势；3)采用TRIX指标描述桥梁结构的长期劣化趋势；4)根据前述三种统计指标计算结果，得到ADX指标值、DMA指标值、AMA指标值、TRIX指标值、TRMA指标值，将各种指标值的相互组合在同一坐标系下绘制成结构安全评价图表，对桥梁结构的健康状态进行综合评价。

计算ADX指标、DMA指标、TRIX指标的方法为：

(一)ADX指标的计算方法，包括：计算动向、计算波幅、计算方向线、计算动向平均数；

1)计算动向

上升动向值记为+DM，计算方法为：当日监测数据的最大值减去前一日监测数据的最小值；下降动向值记为-DM，计算方法为：当日监测数据的最小值减去前一日监测数据的最小值；

若|+DM|＞|-DM|，则记录+DM、-DM的数值，否则记录-DM数值和+DM＝0；

若|+DM|＜|-DM|，则记录+DM、-DM的数值，否则记录+DM数值和-DM＝0；

若|+DM|＝|-DM|，则记录+DM＝0、-DM＝0；

2)计算波幅

A、当日监测数据最大值减去当日监测数据最小值的差值；

B、当日监测数据最大值减去前一日监测数据的结束值的差值；

C、当日监测数据最小值减去前一日监测数据的结束值的差值；

取A、B、C三个数值中绝对值最大的数值为当日波幅，并记为TR；

3)计算方向线

方向线分为上升方向线+DI、下降方向线-DI，其计算方法为：

根据步骤1中记录的每天-DM、+DM值，以N天作为计算周期，分别取N天内的+DM、-DM和TR的平均值，所得的平均值分别记为+DM(N)、-DM(N)和TR(N)，按下式分别计算+DI、-DI：

+DI＝(+DM(N)÷TR(N))×100

-DI＝(-DM(N)÷TR(N))×100

4)计算动向平均数

按下式计算DX指标，

DX＝(DIDIF÷DISUM)×100

其中，DIDIF为+DI和-DI差的绝对值；DISUM为+DI与-DI之和；

计算DX的周期N的移动平均值，即可得到ADX指标值；

(二)DMA指标的计算方法为：

该指标由两条周期不同的平均线组成，属于趋向指标的一种；

1)分别计算监测数据的结束值在短周期T天内的平均值V_T和在长周期a*T天内的平均值V_aT；a为正整数；

2)DMA＝(V_T-V_aT)，由此得到DMA指标值；

3)AMA＝DMA的T天移动平均值，由此得到AMA指标值。

(三)TRIX指标的计算方法为(原始数据同前)：

1)计算当天的结束值的n天指数平均值AX，记为AX_n，其中X_n为当天监测数据的结束值，AX_n-1为前一天的结束值的n天指数平均，则有：

AX_n＝X_n×2/(n+1)+AX_n-1×(n-1)/(n+1)

2)计算当天的AX的n天指数平均值BX，记为BX_n，其中，BX_n-1为前一天的AX的n天指数平均，

BX_n＝AX_n×2/(n+1)+BX_n-1×(n-1)/(n+1)