為尋求一種相比人工安全巡檢更高效、準確的監(jiān)測理論和方法,本文依托導(dǎo)師主持的國家自然科學(xué)基金面上項目“基于影像輪廓線疊差分析獲取橋梁全息變形及結(jié)構(gòu)狀態(tài)演繹方法探索(51778094)”,通過對鋼桁-混凝土組合梁在多種損傷工況下的加載試驗,開展了基于橋面全息變形監(jiān)測的損傷識別方法研究。其主要研究內(nèi)容如下:對多種損傷工況下的鋼桁-混凝土組合梁開展了受載性能試驗,運用團隊研發(fā)的軌道移動式攝影測量車采集不同損傷工況下的試驗梁影像形態(tài)數(shù)據(jù),據(jù)此重構(gòu)試驗梁的三維點云模型;基于移動最小二乘法對三維重建模型進行點云降噪處理,基于最近點迭代算法對不同工況的三維重建模型進行配準;提出基于“疊差”(PSD)算法的橋面三維形態(tài)變化獲取方法,實現(xiàn)對部分橋面鋪裝局部破壞等噪聲信息分離,獲得切合實際的橋面變形數(shù)據(jù);探討了基于變形色譜圖來直觀展現(xiàn)結(jié)構(gòu)物空間曲面形態(tài)變化的方法。基于特征曲率與結(jié)構(gòu)損傷相關(guān)性的理論分析,通過梁的撓度曲線曲率是否出現(xiàn)突變可以推測結(jié)構(gòu)中是否存在結(jié)構(gòu)性損傷;應(yīng)用基于弦長的離散點特征曲率計算方法,對四種損傷狀態(tài)的點云數(shù)據(jù)進行了特征曲率快速計算分析;提出一種基于改進閾值函數(shù)的小波降噪處理算法,使得閾值函數(shù)在閾值?處保持連續(xù)的同時,又避免小波估計系數(shù)與原始信號的小波系數(shù)存在恒定偏差。研究表明:豎腹桿損傷在基于離散點云的三維重建模型中形成穩(wěn)定的低頻特征信號,損傷桿件附近的特征曲率變化較為顯著,驗證了文中特征曲率與結(jié)構(gòu)損傷相關(guān)性分析的理論推導(dǎo);通過基于弦長的離散點特征曲率計算方法和基于改進閾值函數(shù)的小波降噪處理算法相結(jié)合,可以大部分消除原始曲率曲線信號中的高頻噪聲信號,識別出損傷的低頻特征信號;根據(jù)改進閾值小波降噪后的特征曲率曲線可以大致判斷豎腹桿損傷程度和損傷位置,驗證了基于特征曲率和改進閾值小波降噪的結(jié)構(gòu)三維點云損傷識別方法的可行性。
【學(xué)位單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U446
【部分圖文】：

橋梁結(jié)構(gòu)是交通生命線，任何阻礙和中斷交通所造成的損失遠非工程本身價所能比擬[1, 2]。因此為了保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全運營，人民的生命財產(chǎn)安全得到保證，需要定對橋梁結(jié)構(gòu)進行相應(yīng)地健康檢查和養(yǎng)護管理。通過合適的健康監(jiān)測手段可以及了解結(jié)構(gòu)的運營狀態(tài)，特別對于初期的結(jié)構(gòu)損傷，能及時發(fā)現(xiàn)并進行適當(dāng)?shù)木S修固。保證了橋梁結(jié)構(gòu)的安全運營，避免了重大事故的發(fā)生，以及避免了所帶來的礙和中斷交通所造成的重大損失。(a) 重慶紅泥大橋; (b) 福建武夷山公館大橋;

圖 1-2 經(jīng)常性安全檢查根據(jù)規(guī)定檢查周期，對橋梁主體結(jié)構(gòu)及其附主要依靠橋梁檢測車或搭設(shè)支架對橋梁結(jié)構(gòu)水準儀、回彈儀、裂縫觀測儀等設(shè)備完成橋梁梁外觀及某些物理及力學(xué)性能進行檢測，如圖距離觀查或檢測，其優(yōu)點在于切實有效，可點在于：a. 費用高，作業(yè)時間較長，檢查效率 b. 機動性較差，通常檢測時需要中斷交通大影響；c. 存在人員安全隱患，橋檢車僅為果同樣依賴于從業(yè)人員的工程經(jīng)驗和判斷能現(xiàn)，所以國內(nèi)外普遍采用。

圖 1-2 經(jīng)常性安全檢查（2）定期檢查定期檢查是指根據(jù)規(guī)定檢查周期，對橋梁主體結(jié)構(gòu)及其附屬結(jié)構(gòu)物的健行全面檢查。主要依靠橋梁檢測車或搭設(shè)支架對橋梁結(jié)構(gòu)近距離觀查或檢借助經(jīng)緯儀、水準儀、回彈儀、裂縫觀測儀等設(shè)備完成橋梁的全面檢查，手段可以對橋梁外觀及某些物理及力學(xué)性能進行檢測，如圖 1-3、圖 1-4 所為作業(yè)人員近距離觀查或檢測，其優(yōu)點在于切實有效，可信度高，有一定據(jù)結(jié)果。但缺點在于：a. 費用高，作業(yè)時間較長，檢查效率較低，難以掌體健康狀況； b. 機動性較差，通常檢測時需要中斷交通或減少行車道數(shù)面交通帶來較大影響；c. 存在人員安全隱患，橋檢車僅為檢測人員提供，部分檢查結(jié)果同樣依賴于從業(yè)人員的工程經(jīng)驗和判斷能力。但是由于該有效、容易實現(xiàn)，所以國內(nèi)外普遍采用。
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 胡祥超;吳祖堂;朱寶良;趙建偉;魯輝;;地下工程圍巖變形快速化原位數(shù)字近景攝影測量系統(tǒng)研究[J];儀器儀表學(xué)報;2014年S2期

2 陳強;劉麗瑤;楊瑩輝;佘毅;;高速鐵路軌道幾何狀態(tài)的車載攝影快速檢測方法與試驗[J];鐵道學(xué)報;2014年03期

3 謝雄耀;盧曉智;田海洋;季倩倩;李攀;;基于地面三維激光掃描技術(shù)的隧道全斷面變形測量方法[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2013年11期

4 喻德生;程程;;基于離散曲率的三次均勻B樣條的局部光順算法[J];浙江大學(xué)學(xué)報(理學(xué)版);2011年05期

5 劉千里;李春友;柳瑞武;孟平;張勁松;楊會娟;;多基線數(shù)字近景攝影測量系統(tǒng)在古典園林建筑物三維重建中的應(yīng)用[J];西北林學(xué)院學(xué)報;2009年04期

6 王建雄;張輔霞;孔令瓊;;應(yīng)用遙控直升機進行大比例尺地形測繪試驗研究[J];測繪科學(xué);2007年01期

7 田勝利;葛修潤;涂志軍;;隧道及地下空間結(jié)構(gòu)變形的數(shù)字化近景攝影測量試驗研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2006年07期

8 徐岳,武同樂;橋梁加固工程生命周期成本橫向?qū)Ρ确治鯷J];長安大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2004年03期

9 劉春明,方漪;尋找三維散亂數(shù)據(jù)點拓撲結(jié)構(gòu)的一種算法[J];青島大學(xué)學(xué)報(工程技術(shù)版);2003年03期

10 楊偉軍,梁興文,張建仁,何培勇;橋梁結(jié)構(gòu)生命全過程的可靠性優(yōu)化設(shè)計[J];橋梁建設(shè);2002年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 張亮;地面復(fù)雜環(huán)境下移動三維測量精度改善方法研究[D];武漢大學(xué);2015年

2 劉永前;大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)研究與應(yīng)用[D];北京交通大學(xué);2007年

3 張維忠;基于多幅圖像的空間點定位與曲線結(jié)構(gòu)三維重建[D];南京航空航天大學(xué);2007年

4 郭健;基于小波分析的結(jié)構(gòu)損傷識別方法研究[D];浙江大學(xué);2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 李競超;基于立體視覺的三維重建[D];北京交通大學(xué);2010年

2 林曉威;普通數(shù)碼相機在工程檢測中的應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2008年

本文編號：2879640