[发明专利]一种大跨桥梁损伤识别方法

摘要

本发明公开了一种基于温度应变的大跨桥梁损伤识别方法，步骤为1)根据桥梁的健康监测系统采集到的桥梁应变εm和温度T，利用总体经验模态分解技术得到温度载荷引起的温度应变εT；2)利用温度应变εT识别桥梁的损伤。本发明损伤识别方法建立了温度(输入)与温度应变(输出)的关系，能够得到结构刚度等信息，从而可以建立损伤指标本来判别结构的损伤。通过建立的温度(输入)与温度应变(输出)的关系，从而消除了环境因素干扰，更能精准的识别结构的损伤位置，本发明适合所有桥梁，特别是长期监测的大跨桥梁。

主权项

一种基于温度应变的大跨桥梁损伤识别方法，其特征在于，步骤为：1)根据桥梁的健康监测系统采集到的桥梁应变εm和温度T，利用总体经验模态分解技术得到温度载荷引起的温度应变εT；2)利用温度应变εT识别桥梁的损伤；所述步骤1)的具体步骤为：11)在桥梁上布置n个传感器，通过健康监测系统采集到的桥梁的应变εm1,εm2,...εmi...εmn与温度T1,T2,...Ti...Tn，式中，εmi表示第i个传感器测得的应变；Ti表示第i个传感器测得的温度；12)通过EEMD技术从实测应变εm1,εm2,...εmi...εmn中分离出温度应变εT1,εT2,...εTi...εTn；13)根据温度应变εT1,εT2,...εTi...εTn计算梯度温度应变εTy1,εTy2,...εTyi...εTyn：ϵTyi=∫0hαTyib(y)dyA+∫0hαTyib(y)ydyIyo]]>式中，εTyi表示第i个传感器的梯度温度应变，i＝1～n，α表示结构材料的热膨胀系数，Tyi表示第i个传感器位置的温度沿截面的非线性分布，b(y)截面宽度沿截面高度的变化，A表示截面面积，I表示截面惯性矩，y0表示截面上一点到底板的距离；所述步骤2)的具体步骤为：21)利用截面上的温度分布求出温度梯度：Ty1,Ty2,...Tyi...Tyn；22)对n个传感器的梯度温度应变εTy1,εTy2,...εTyi...εTyn进行归一化处理：ϵ‾Tyi=1A+∫0hydyIyo]]>式中，表示第i点归一化后的梯度温度应变；23)建立n个传感器之间的欧氏距离矩阵：式中，表示t0内n个传感器之间的欧氏距离矩阵；t0表示健康监测系统采集数据的时间；表示to时间内第i传感器与第j个传感器之间的欧氏距离：dijto=Σk=1m(ϵ‾Tyi-ϵ‾Tyj)2]]>m表示to时间内传感器i与j采集到的数据长度，j＝1～n；24)定义损伤指标DEDM，如果有损伤发生，那么欧氏距离差值矩阵将会有某行某列的值异常，从而判断为损伤位置；DEDM=EDMt0-EDMt1]]>其中，DEDM表示两个不同时间段下各个传感器欧氏距离矩阵的差值；表示经过t1时间的数据采集后计算出新的欧氏距离矩阵。