基于桥面损伤检测的经济分析

2017-04-14杜祝遥

山西农经 2017年22期

关键词：卡车桥面静态

□杜祝遥

(陕西国防工业职业技术学院陕西西安 710300)

基于桥面损伤检测的经济分析

□杜祝遥

(陕西国防工业职业技术学院陕西西安 710300)

随着人们对交通出行需求的增大，对于桥面损伤统计检测分析愈加重要。本文所研究的损伤检测分析，是一个基于桥面损伤统计检测分析改进的方法。它是一种损伤诊断方法。利用产生的数据流量来研究的桥梁响应。

桥面损伤；检测；响应

应变传感器收集的数据反映不仅基于事件发生时的压力(在这里，把事件定义为通过卡车)，也不仅基于事件的影响因素，还包括结构反应由于温度变化、随机噪声和应变引起的动态扰动。

数据也反映出各种卡车的类型引起的不同程度疲劳应变。收集的数据在每个事件的监控阶段预处理分离只有特定的卡车类型的静态应变数据，然后使用正式的损伤诊断算法。指定的原始数据，代表了一个典型的传感器未处理的应变数据。公路桥梁、结构响应归因于在足够短的时间内温度的变化可以忽略不计。因此，数据分割成小时间增加，导致一个常数基线热响应。通过统计数据检查，发现模式（取值27s）是最合适的基线值，创建一个数据集的温度效应。行指定为0的数据代表了原始数据-温度效应。建立一个新的基线确定每个数据文件，因为先前确定的温度可能会改变基线。

调零数据包含随机噪声和应变引起的动态激励。因为巨大的噪音/振动频率差异疲劳和准静态压力，适当的切比雪夫数字滤波器（与理想的频率响应曲线误差最小）设计可以应用于去除噪声和动态响应数据。切比雪夫滤波器是这个预处理过程中使用，因为它能够减少峰值检测误差在使用处理时间相对较少。用切比雪夫滤波器，一个人必须知道正确的截止频率和通带纹波值。确定这些值，必须现场收集的数据进行分析，以确定频率的数据内容。数据从每个传感器导出并独立分析，确保使用正确的值。在这个应用程序中，截止频率变化从0.275～0.65Hz取决于传感器的位置，和通带波纹被设定为0.0873dB的所有传感器。应用过滤后，将剩余的数据只反映准静态压力。行指定为过滤数据描述结果。线的平滑程度表明大多数动态效应和高频噪声已被移除。一小部分的静态应变数据可能已被移除，但由于对照数据和监测数据进行相同的过滤过程，静态应变的小损失不影响结果。

数据归零和过滤后，执行数据选择减少压力变化引起的不同的活载配置。创建一个基于应变的卡车参数检测子系统只选择那些疲劳产生的同型的卡车事件，包括机动车道所定义的参数，轴数量、速度、轴间距(s)，事件开始和结束时间，和卡车体重组(即轻型卡车、重型卡车)。基于应变的卡车是一组参数检测子系统硬件和算法，确定车辆特征从现场收集的应变数据。卡车参数检测硬件包括两个横向行甲板下光纤应变传感器安装在桥梁下翼缘。对于每个传感器线，两个光纤应变传感器定位在每一个车道。卡车检测算法两级分层的方式运作。首先，峰值压力选择光纤应变传感器扫描动荷载基于预定义的应变阈值并确定一般卡车动荷载引起的波动(如压力大于17MPa)。一旦发现一辆卡车通过，启动二级分析确认，计算(如卡车的参数。大量的轴，轴间距、车辆速度、通道车道，和事件开始、结束时间)，并确定(即并发事件，多个卡车上桥在同一时间)。第二层次分析包括识别非常局部的应变峰值在甲板下光纤应变传感器数据。额外的卡车的细节参数检测算法由陆(2008)提出。在高速公路上，五轴重型卡车(以下称为卡车事件)出现概率较大，并且会产生较大的压力。

重要的卡车参数决定了每个卡车事件产生可以计算的应变范围。图2描绘了如何确定从卡车疲劳产生的应变范围。注意，B-SG-BF-H和B-NG-BF-H指示器应变传感器(即位于两个位置。截面B，南梁下翼缘在水平方向和横截面B，在北梁下翼缘在水平方向)。事件应变范围最大应变和最小应变之间的差异。