架桥机主梁的损伤识别方法、系统与流程

1.本技术涉及损伤识别技术领域，具体而言，涉及一种架桥机主梁的损伤识别方法、系统。


背景技术：

2.随着科技的发展，架桥机应用于建筑行业，并且架桥机用于架设公路预应力钢筋混凝土简支梁片，该机属单臂简支型，用于架设大跨度的简支梁(t梁、箱梁和工字梁)，既可架设直桥、斜桥,也可架设曲线桥，其中，架桥机设有主梁，并以主梁作为架桥机的支撑体，主梁在长期使用下存在不同程度的损伤，在现有技术中，基于架桥机主梁的损伤主要是基于单一的挠度数据进行识别，对于挠度影响线中观察突变区域，并确定损伤位置，可是，基于单一维度的检测导致现有的架桥机主梁的损伤识别准确度较低。


技术实现要素：

3.本技术的实施例提供了一种架桥机主梁的损伤识别方法、系统，进而至少在一定程度上实现了基于获取的应变数据、加速度数据、挠度数据以及倾角数据进行架桥机主梁结构的损伤识别，以便于基于多个维度的数据对架桥机主梁进行整体式损伤识别，提高了架桥机主梁的损伤识别准确性。
4.本技术的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本技术的实践而习得。
5.根据本技术实施例的一个方面，提供了一种架桥机主梁的损伤识别方法，包括：
6.对架桥机主梁底部沿着纵向布置多个测量器，并测算架桥机主梁的应变数据、加速度数据、挠度数据以及倾角数据；
7.将加速度数据的响应差作为输入信号，利用小波变换展开多尺度分析得到识别参数进行损伤诊断，以初步识别架桥机主梁的损伤位置；
8.针对架桥机主梁的损伤位置中的损伤部位构建损伤识别融合指标，此时，损伤识别融合指标基于应变数据和挠度数据进行融合；
9.基于有限元模型分析架桥机主梁在不同损伤工况下的数值模拟结果；
10.根据数值模拟结果与实测结果的对比，识别架桥机主梁中损伤部位的损伤程度。
11.在本技术的一些实施例中，所述将加速度数据的响应差作为输入信号，利用小波变换展开多尺度分析得到识别参数进行损伤诊断，以初步识别架桥机主梁的损伤位置，包括：
12.获取加速度数据的响应差；
13.对加速度数据的响应差进行高斯滤波降噪处理；
14.选择db4作为小波基函数，分解层数为3层，对加速度响应差进行小波分解；
15.根据小波包分解的第n层低频系数以及第1至n层中每一层量化处理后的高频系数，进行信号的重构，获得信号；
16.对比分析各层小波系数分量，选取最能明显体现损伤的分量；
17.绘制小波系数效果图，并以小波模极大值处为架桥机主梁的损伤位置，以初步识别架桥机主梁的损伤位置。
18.在本技术的一些实施例中，所述损伤识别融合指标基于应变数据和挠度数据进行融合，包括：
19.基于应变影响线、挠度影响线形成损伤识别融合指标。
20.在本技术的一些实施例中，所述方法包括：
21.i
ε
＝[i
ε1
,i
ε2
…iεi
…iεn
]
[0022][0023]
式中，表示损伤前第i个长标距光纤光栅应变传感器测得的应变与荷载位置关系曲线所围成的面积，表示损伤后第i个长标距光纤光栅应变传感器测得的应变与荷载位置关系曲线所围成的面积，架桥机主梁在无损状态时，损伤指标i
ε
为零；当架桥机的某处出现损伤时，结构刚度降低，离损伤最近的传感器的i
ε
值会发生较大突变，根据这一结果进行损伤位置的识别。
[0024]
在本技术的一些实施例中，所述挠度影响线包括：
[0025]iw
＝[i
w1
,i
w2
…iwi
…iwn
]
[0026][0027]
式中，表示损伤前第i个挠度测点测得的主梁挠度与荷载位置关系曲线所围成的面积，表示损伤后第i个挠度测点测得的主梁挠度与荷载位置关系曲线所围成的面积，架桥机主梁在无损状态时，损伤指标iw为零；当架桥机的某处出现损伤时，结构刚度降低，离损伤最近的测点的iw值会发生较大突变，根据这一结果进行损伤位置的识别。
[0028]
在本技术的一些实施例中，所述方法还包括挠度影响线曲率；基于挠度影响线和挠度影响线曲率可建立两个评估主梁损伤的指标；
[0029]
ic＝[i
c1
,i
c2
…ici
…icn
]
[0030][0031]
式中，(δci)
max
表示损伤前第i个挠度测点测得的主梁挠度影响线曲率的幅值，(δci)
max
表示损伤前后挠度差值函数曲率的幅值；架桥机主梁在无损状态时，损伤指标ic为零；当架桥机的主梁某处出现损伤时，结构刚度降低，离损伤最近的测点的iw值会发生较大突变，根据这一结果进行损伤位置的识别。
[0032]
在本技术的一些实施例中，所述针对架桥机主梁的损伤位置中的损伤部位构建损
伤识别融合指标，此时，损伤识别融合指标基于应变数据和挠度数据进行融合，还包括：
[0033]
将基于应变、挠度的损伤识别指标进行融合，全面准确架桥机主梁的损伤位置和损伤程度；σ
εik
、σ
wik
、σ
cik
为k监测下相应指标的标准差；
[0034]it
＝[i
t1
,i
t2
…iti
…itn
]
[0035]iti
＝λ
εikiεi
+λ
wikiwi
+λ
cikici
。
[0036]
在本技术的一些实施例中，所方法还包括：
[0037][0038]
根据本技术实施例的一个方面，提供了一种架桥机主梁的损伤识别系统，包括：
[0039]
测量模块，用于对架桥机主梁底部沿着纵向布置多个测量器，并测算架桥机主梁的应变数据、加速度数据、挠度数据以及倾角数据；
[0040]
诊断模块，用于将加速度数据的响应差作为输入信号，利用小波变换展开多尺度分析得到识别参数进行损伤诊断，以初步识别架桥机主梁的损伤位置；
[0041]
指标模块，用于针对架桥机主梁的损伤位置中的损伤部位构建损伤识别融合指标，此时，损伤识别融合指标基于应变数据和挠度数据进行融合；
[0042]
模拟模块，用于基于有限元模型分析架桥机主梁在不同损伤工况下的数值模拟结果；
[0043]
识别模块，用于根据数值模拟结果与实测结果的对比，识别架桥机主梁中损伤部位的损伤程度。
[0044]
根据本技术实施例的一个方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例中所述的架桥机主梁的损伤识别方法。
[0045]
根据本技术实施例的一个方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上述实施例中所述的架桥机主梁的损伤识别方法。
[0046]
根据本技术实施例的一个方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述实施例中提供的架桥机主梁的损伤识别方法。
[0047]
在本技术的一些实施例所提供的技术方案中，对架桥机主梁底部沿着纵向布置多个测量器，并测算架桥机主梁的应变数据、加速度数据、挠度数据以及倾角数据；将加速度数据的响应差作为输入信号，利用小波变换展开多尺度分析得到识别参数进行损伤诊断，以初步识别架桥机主梁的损伤位置；针对架桥机主梁的损伤位置中的损伤部位构建损伤识别融合指标，此时，损伤识别融合指标基于应变数据和挠度数据进行融合；基于有限元模型分析架桥机主梁在不同损伤工况下的数值模拟结果；根据数值模拟结果与实测结果的对比，识别架桥机主梁中损伤部位的损伤程度，此时，基于融合指标的架桥机损伤识别方法，在架桥机吊装构件过程中，基于获取的应变数据、加速度数据、挠度数据以及倾角数据进行架桥机主梁结构的损伤识别，以便于基于多个维度的数据对架桥机主梁进行整体式损伤识
别，提高了架桥机主梁的损伤识别准确性。
[0048]
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
[0049]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0050]
图1示出了根据本技术的一个实施例的架桥机主梁的损伤识别方法的流程示意图；
[0051]
图2示出了图1中s120的流程示意图；
[0052]
图3示出了根据本技术的一个实施例的架桥机主梁的损伤识别系统的框图；
[0053]
图4示出了适于用来实现本技术实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
[0054]
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本技术将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
[0055]
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本技术的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本技术的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本技术的各方面。
[0056]
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
[0057]
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
[0058]
图1示出了根据本技术的一个实施例的架桥机主梁的损伤识别方法的流程示意图。该方法可以应用于架桥机主梁。
[0059]
请参考图1至图4，该架桥机主梁的损伤识别方法至少包括步骤s110至步骤s150，详细介绍如下：
[0060]
在步骤s110中，对架桥机主梁底部沿着纵向布置多个测量器，并测算架桥机主梁的应变数据、加速度数据、挠度数据以及倾角数据。
[0061]
架桥机主梁底部沿着纵向布置多个测量器，为了测算架桥机主梁的应变数据，采用长标距fbg传感器布置架桥机主梁，长标距fbg传感器对架桥机主梁进行应变数据的测算。
[0062]
为了测算架桥机主梁的加速度数据，采用加速度计布置架桥机主梁，加速度计对架桥机主梁进行应变数据的测算，此时，加速度计的布置方式与长标距fbg传感器的布置方式相同，均处于架桥机主梁的底部。
[0063]
为了测算架桥机主梁的挠度数据，采用光电图像测量仪测量架桥机主梁，挠度利用光电图像测量仪进行测量，挠度测点选用带有灰度特征的靶标纸粘贴在架桥机主梁的侧面。
[0064]
为了测算架桥机主梁的倾角数据，采用倾角传感器对架桥机主梁进行倾角数据的测算，倾角传感器安装在架桥机支承附近，用于对主梁挠度的验证，此时，倾角数据相对于挠度数据进行验证，并且保证了挠度数据的准确性，以便于提高了架桥机主梁的损伤识别方法的准确性。
[0065]
此时，通过架桥机主梁的应变数据、加速度数据、挠度数据以及倾角数据从多个维度对架桥机主梁进行损伤识别，并且便于基于多个维度的数据对架桥机主梁进行整体式损伤识别，提高了架桥机主梁的损伤识别准确性。
[0066]
在步骤s120中，将加速度数据的响应差作为输入信号，利用小波变换展开多尺度分析得到识别参数进行损伤诊断，以初步识别架桥机主梁的损伤位置。
[0067]
其中，对加速度数据进行响应差值运算，并且将加速度数据的响应差作为输入信号，利用小波变换展开多尺度分析得到识别参数进行损伤诊断，以初步识别架桥机主梁的损伤位置，从而在加速度数据的层面上初步识别架桥机主梁的损伤位置，以便于进一步架桥机主梁的损伤位置中的部位进行进一步识别。
[0068]
具体的步骤如下：
[0069]
步骤s121、获取加速度数据的响应差；
[0070]
步骤s122、对加速度数据的响应差进行高斯滤波降噪处理；
[0071]
步骤s123、选择db4作为小波基函数，分解层数为3层，对加速度响应差进行小波分解；
[0072]
步骤s124、根据小波包分解的第n层低频系数以及第1至n层中每一层量化处理后的高频系数，进行信号的重构，获得信号；
[0073]
步骤s125、对比分析各层小波系数分量，选取最能明显体现损伤的分量；
[0074]
步骤s126、绘制小波系数效果图，并以小波模极大值处为架桥机主梁的损伤位置，以初步识别架桥机主梁的损伤位置。
[0075]
具体的，对加速度数据的响应差进行高斯滤波降噪处理，以便于降低噪音，并且在小波基函数中对加速度响应差进行小波分解，进一步地对加速度响应差进行运算。
[0076]
此时，根据小波包分解的第n层低频系数以及第1至n层中每一层量化处理后的高频系数，进行信号的重构，获得信号；对比分析各层小波系数分量，选取最能明显体现损伤的分量；绘制小波系数效果图，并以小波模极大值处为架桥机主梁的损伤位置，以初步识别架桥机主梁的损伤位置。
[0077]
在步骤s130中，针对架桥机主梁的损伤位置中的损伤部位构建损伤识别融合指标，此时，损伤识别融合指标基于应变数据和挠度数据进行融合。
[0078]
在本技术的实施例中，对架桥机主梁的损伤位置中的损伤部位进行进一步分析，并且结合损伤识别融合指标进行深度分析，此时，损伤识别融合指标基于应变数据和挠度
数据进行融合。
[0079]
其中，基于应变影响线、挠度影响线形成损伤识别融合指标；
[0080]iε
＝[i
ε1
,i
ε2
…iεi
…iεn
]
[0081][0082]
式中，表示损伤前第i个长标距光纤光栅应变传感器测得的应变与荷载位置关系曲线所围成的面积，表示损伤后第i个长标距光纤光栅应变传感器测得的应变与荷载位置关系曲线所围成的面积，架桥机主梁在无损状态时，损伤指标i
ε
为零；当架桥机的某处出现损伤时，结构刚度降低，离损伤最近的传感器的i
ε
值会发生较大突变，根据这一结果进行损伤位置的识别。
[0083]
另外，所述挠度影响线包括：
[0084]iw
＝[i
w1
,i
w2
…iwi
…iwn
]
[0085][0086]
式中，表示损伤前第i个挠度测点测得的主梁挠度与荷载位置关系曲线所围成的面积，表示损伤后第i个挠度测点测得的主梁挠度与荷载位置关系曲线所围成的面积，架桥机主梁在无损状态时，损伤指标iw为零；当架桥机的某处出现损伤时，结构刚度降低，离损伤最近的测点的iw值会发生较大突变，根据这一结果进行损伤位置的识别。
[0087]
所述方法还包括挠度影响线曲率；基于挠度影响线和挠度影响线曲率可建立两个评估主梁损伤的指标；
[0088]
ic＝[i
c1
,i
c2
…ici
…icn
]
[0089][0090]
式中，(δci)
max
表示损伤前第i个挠度测点测得的主梁挠度影响线曲率的幅值，(δci)
max
表示损伤前后挠度差值函数曲率的幅值；架桥机主梁在无损状态时，损伤指标ic为零；当架桥机的主梁某处出现损伤时，结构刚度降低，离损伤最近的测点的iw值会发生较大突变，根据这一结果进行损伤位置的识别
[0091]
此时，将基于应变、挠度的损伤识别指标进行融合，全面准确架桥机主梁的损伤位置和损伤程度；σ
εik
、σ
wik
、σ
cik
为k监测下相应指标的标准差；
[0092]it
＝[i
t1
,i
t2
…iti
…itn
]
[0093]iti
＝λ
εikiεi
+λ
wikiwi
+λ
cikici
[0094]
[0095]
因此，针对应变、挠度的损伤识别指标进行融合，全面准确架桥机主梁的损伤位置和损伤程度，并且在挠度影响线和挠度影响线曲率中对突变的监控，当架桥机的主梁某处出现损伤时，结构刚度降低，离损伤最近的测点的iw值会发生较大突变，根据这一结果进行损伤位置的识别。
[0096]
在步骤s140中，基于有限元模型分析架桥机主梁在不同损伤工况下的数值模拟结果。
[0097]
在本技术的实施例中，有限元模型基于以往的数据建立，此时，有限元模型为abaqus建立有限元模型，利用abaqus建立有限元模型，分析不同的架桥机主梁损伤工况下，建立的损伤识别融合指标的情况，以便于基于有限元模型分析架桥机主梁在不同损伤工况下的数值模拟结果。
[0098]
根据有限元模型对不同的架桥机主梁损伤工况的分析，并输出架桥机主梁在不同损伤工况下的数值模拟结果，通过数值模拟结果与实测结果的对比，识别架桥机主梁中损伤部位的损伤程度。
[0099]
在步骤s150中，根据数值模拟结果与实测结果的对比，识别架桥机主梁中损伤部位的损伤程度。
[0100]
其中，将数值模拟结果与实测结果进行对比，并且基于数值模拟结果与实测结果确定差值，以便于根据差值对标差值范围表，以便于在差值范围表确定对应的损伤程度，通过数值模拟结果与实测结果的对比，识别架桥机主梁中损伤部位的损伤程度，可选的，根据实际情况对损伤程度进行分级，分别时a、b、c级，此处不做限定。
[0101]
在本技术的一些实施例所提供的技术方案中，对架桥机主梁底部沿着纵向布置多个测量器，并测算架桥机主梁的应变数据、加速度数据、挠度数据以及倾角数据；将加速度数据的响应差作为输入信号，利用小波变换展开多尺度分析得到识别参数进行损伤诊断，以初步识别架桥机主梁的损伤位置；针对架桥机主梁的损伤位置中的损伤部位构建损伤识别融合指标，此时，损伤识别融合指标基于应变数据和挠度数据进行融合；基于有限元模型分析架桥机主梁在不同损伤工况下的数值模拟结果；根据数值模拟结果与实测结果的对比，识别架桥机主梁中损伤部位的损伤程度，此时，基于融合指标的架桥机损伤识别方法，在架桥机吊装构件过程中，基于获取的应变数据、加速度数据、挠度数据以及倾角数据进行架桥机主梁结构的损伤识别，以便于基于多个维度的数据对架桥机主梁进行整体式损伤识别，提高了架桥机主梁的损伤识别准确性。
[0102]
以下介绍本技术的装置实施例，可以用于执行本技术上述实施例中的架桥机主梁的损伤识别方法。对于本技术装置实施例中未披露的细节，请参照本技术上述的架桥机主梁的损伤识别方法的实施例。
[0103]
图3示出了根据本技术的一个实施例的架桥机主梁的损伤识别系统的框图。
[0104]
参照图3所示，根据本技术的一个实施例的架桥机主梁的损伤识别系统，包括：
[0105]
测量模块210，用于对架桥机主梁底部沿着纵向布置多个测量器，并测算架桥机主梁的应变数据、加速度数据、挠度数据以及倾角数据；
[0106]
诊断模块220，用于将加速度数据的响应差作为输入信号，利用小波变换展开多尺度分析得到识别参数进行损伤诊断，以初步识别架桥机主梁的损伤位置；
[0107]
指标模块230，用于针对架桥机主梁的损伤位置中的损伤部位构建损伤识别融合
指标，此时，损伤识别融合指标基于应变数据和挠度数据进行融合；
[0108]
模拟模块240，用于基于有限元模型分析架桥机主梁在不同损伤工况下的数值模拟结果；
[0109]
识别模块250，用于根据数值模拟结果与实测结果的对比，识别架桥机主梁中损伤部位的损伤程度。
[0110]
在本技术的一个实施例中，还提供了一种电子设备，该电子设备包括：
[0111]
一个或多个处理器；
[0112]
存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如前述实施例所述的架桥机主梁的损伤识别方法。
[0113]
在一示例中，图4示出了适于用来实现本技术实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。
[0114]
需要说明的是，图4示出的电子设备的计算机系统仅是一个示例，不应对本技术实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0115]
如图3所示，计算机系统包括中央处理单元(central processing unit，cpu)301(即如前所述的处理器)，其可以根据存储在只读存储器(read-only memory，rom)302中的程序或者从储存部分308加载到随机访问存储器(random access memory，ram)303中的程序而执行各种适当的动作和处理，例如执行上述实施例中所述的方法。应该理解的，ram303和rom302即如前所述的存储装置。在ram 303中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。cpu 301、rom 302以及ram 303通过总线304彼此相连。输入/输出(input/output，i/o)接口305也连接至总线304。
[0116]
以下部件连接至i/o接口305：包括键盘、鼠标等的输入部分306；包括诸如阴极射线管(cathode ray tube，crt)、液晶显示器(liquid crystal display，lcd)等以及扬声器等的输出部分307；包括硬盘等的储存部分308；以及包括诸如lan(local area network，局域网)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分309。通信部分309经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器310也根据需要连接至i/o接口305。可拆卸介质311，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器310上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入储存部分308。
[0117]
特别地，根据本技术的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本技术的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的计算机程序。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分309从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质311被安装。在该计算机程序被中央处理单元(cpu)301执行时，执行本技术的系统中限定的各种功能。
[0118]
需要说明的是，本技术实施例所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程
只读存储器(erasable programmable read only memory，eprom)、闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(compact disc read-only memory，cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本技术中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
[0119]
而在本技术中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的计算机程序。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的计算机程序可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。
[0120]
附图中的流程图和框图，图示了按照本技术各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0121]
描述于本技术实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
[0122]
作为另一方面，本技术还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现上述实施例中所述的方法。
[0123]
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本技术的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
[0124]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本技术实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等)执行根据本技术实施方式的方法。
[0125]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方式后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用
途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
[0126]
应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。

技术特征：
1.一种架桥机主梁的损伤识别方法，其特征在于，包括：对架桥机主梁底部沿着纵向布置多个测量器，并测算架桥机主梁的应变数据、加速度数据、挠度数据以及倾角数据；将加速度数据的响应差作为输入信号，利用小波变换展开多尺度分析得到识别参数进行损伤诊断，以初步识别架桥机主梁的损伤位置；针对架桥机主梁的损伤位置中的损伤部位构建损伤识别融合指标，此时，损伤识别融合指标基于应变数据和挠度数据进行融合；基于有限元模型分析架桥机主梁在不同损伤工况下的数值模拟结果；根据数值模拟结果与实测结果的对比，识别架桥机主梁中损伤部位的损伤程度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将加速度数据的响应差作为输入信号，利用小波变换展开多尺度分析得到识别参数进行损伤诊断，以初步识别架桥机主梁的损伤位置，包括：获取加速度数据的响应差；对加速度数据的响应差进行高斯滤波降噪处理；选择db4作为小波基函数，分解层数为3层，对加速度响应差进行小波分解；根据小波包分解的第n层低频系数以及第1至n层中每一层量化处理后的高频系数，进行信号的重构，获得信号；对比分析各层小波系数分量，选取最能明显体现损伤的分量；绘制小波系数效果图，并以小波模极大值处为架桥机主梁的损伤位置，以初步识别架桥机主梁的损伤位置。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述损伤识别融合指标基于应变数据和挠度数据进行融合，包括：基于应变影响线、挠度影响线形成损伤识别融合指标。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法包括：i
ε
＝[i
ε1
,i
ε2
…
i
εi
…
i
εn
]式中，表示损伤前第i个长标距光纤光栅应变传感器测得的应变与荷载位置关系曲线所围成的面积，表示损伤后第i个长标距光纤光栅应变传感器测得的应变与荷载位置关系曲线所围成的面积，架桥机主梁在无损状态时，损伤指标i
ε
为零；当架桥机的某处出现损伤时，结构刚度降低，离损伤最近的传感器的i
ε
值会发生较大突变，根据这一结果进行损伤位置的识别。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述挠度影响线包括：i
w
＝[i
w1
,i
w2
…
i
wi
…
i
wn
]
式中，表示损伤前第i个挠度测点测得的主梁挠度与荷载位置关系曲线所围成的面积，表示损伤后第i个挠度测点测得的主梁挠度与荷载位置关系曲线所围成的面积，架桥机主梁在无损状态时，损伤指标i
w
为零；当架桥机的某处出现损伤时，结构刚度降低，离损伤最近的测点的i
w
值会发生较大突变，根据这一结果进行损伤位置的识别。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括挠度影响线曲率；基于挠度影响线和挠度影响线曲率可建立两个评估主梁损伤的指标；i
c
＝[i
c1
,i
c2
…
i
ci
…
i
cn
]式中，(δci)
max
表示损伤前第i个挠度测点测得的主梁挠度影响线曲率的幅值，(δci)
max
表示损伤前后挠度差值函数曲率的幅值；架桥机主梁在无损状态时，损伤指标i
c
为零；当架桥机的主梁某处出现损伤时，结构刚度降低，离损伤最近的测点的i
w
值会发生较大突变，根据这一结果进行损伤位置的识别。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述针对架桥机主梁的损伤位置中的损伤部位构建损伤识别融合指标，此时，损伤识别融合指标基于应变数据和挠度数据进行融合，还包括：将基于应变、挠度的损伤识别指标进行融合，全面准确架桥机主梁的损伤位置和损伤程度；σ
εik
、σ
wik
、σ
cik
为k监测下相应指标的标准差；i
t
＝[i
t1
,i
t2
…
i
ti
…
i
tn
]i
ti
＝λ
εik
i
εi
+λ
wik
i
wi
+λ
cik
i
ci
。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所方法还包括：9.一种架桥机主梁的损伤识别系统，其特征在于，包括：测量模块，用于对架桥机主梁底部沿着纵向布置多个测量器，并测算架桥机主梁的应变数据、加速度数据、挠度数据以及倾角数据；诊断模块，用于将加速度数据的响应差作为输入信号，利用小波变换展开多尺度分析得到识别参数进行损伤诊断，以初步识别架桥机主梁的损伤位置；指标模块，用于针对架桥机主梁的损伤位置中的损伤部位构建损伤识别融合指标，此时，损伤识别融合指标基于应变数据和挠度数据进行融合；模拟模块，用于基于有限元模型分析架桥机主梁在不同损伤工况下的数值模拟结果；识别模块，用于根据数值模拟结果与实测结果的对比，识别架桥机主梁中损伤部位的损伤程度。10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的架桥机主梁的损伤识别方法。

技术总结
本申请的实施例提供了一种架桥机主梁的损伤识别方法、系统，架桥机主梁的损伤识别方法包括：测算架桥机主梁的应变数据、加速度数据、挠度数据以及倾角数据；将加速度数据的响应差作为输入信号，利用小波变换展开多尺度分析得到识别参数进行损伤诊断，以初步识别架桥机主梁的损伤位置；针对架桥机主梁的损伤位置中的损伤部位构建损伤识别融合指标，此时，损伤识别融合指标基于应变数据和挠度数据进行融合；基于有限元模型分析架桥机主梁在不同损伤工况下的数值模拟结果；根据数值模拟结果与实测结果的对比，识别架桥机主梁中损伤部位的损伤程度，以便于基于多个维度的数据对架桥机主梁进行整体式损伤识别，提高了架桥机主梁的损伤识别准确性。损伤识别准确性。损伤识别准确性。


技术研发人员：王峥 张益伟 盛强 杨才千 张兴佳
受保护的技术使用者：中交第三航务工程局有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/10/6