Обнаружение повреждений мостов на основе данных вибрации

Состояние моста снижается из-за ряда процессов деградации, таких как ползучесть, коррозия и циклическая загрузка. Традиционно методы обнаружения повреждений на основе вибраций в мостах были сосредоточены на мониторинге изменений модальных параметров. Эти методы часто страдают от их чувствительности к изменениям в окружающей среде и условиях эксплуатации, принимая их за структурные повреждения. Недавние исследования показали появление более совершенных вычислительных методов, которые не только позволяют оценивать более шумные и более сложные данные, но также позволяют исследовать отклонение от мониторинга изменений только в модальных параметрах. Мы предлагаем разработки по обнаружению повреждений на основе данных вибрации на мостах малого и среднего пролета с особым упором на использование передовых вычислительных методов.

Идентификация ущерба

Идентификация структурного ущерба в мостах является темой исследования, которая за последние годы притягивает значительное внимание. Основной причиной его всплеска популярности является устаревающая автомобильная и железнодорожная инфраструктура, которая подвергается условиям дорожной нагрузки, которые намного превосходят первоначальные критерии проектирования. Это беспрецедентное увеличение загрузки ускоряет структурную усталость, что, в свою очередь, сокращает срок службы. Кроме того, поскольку инфраструктура моста продолжает возрастать и ухудшаться, частота проверок должна увеличиваться, чтобы противодействовать снижению безопасности этих структур. Эта задача становится более сложной из-за ее огромной значимости, так как общее число мостовых мостов в Европе составляет около одного миллиона человек, а также, полмиллиона железнодорожных мостов Европы. Это привело к значительному росту исследований по эффективному управлению их обслуживанием и содержанием. Однако наиболее распространенным является изучение методов обнаружения и идентификации повреждений, которые предлагают данные вибрации.

Методы обнаружения повреждений на основе модальности

Традиционные методы обнаружения повреждений на основе модальных методов были наиболее глубоко исследованы в последние десятилетия. Различные модальные параметры, такие как естественные сдвиги частоты, коэффициенты демпфирования и модальные кривизны, традиционно используются для обнаружения повреждений. Эти свойства должны быть динамически получены с моста перед его первоначальным открытием, если это возможно, с окружающей и вынужденной вибрацией. Формы режимов особенно выгодны, поскольку они менее подвержены влиянию окружающей среды, чем естественные частоты, а также содержат как локальную, так и глобальную информацию, что может помочь локализовать повреждение. На протяжении многих лет разрабатывались многочисленные методы контроля формы, такие как критерий модальной уверенности. Он измеряет изменение формы по всей структуре, пользуясь ортогональностью собственного вектора.