橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取：理論和方法研究.pdf

1、橋梁是交通系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但是，本應(yīng)有較長(zhǎng)生命周期的橋梁卻在使用中面臨著一系列危機(jī)。為了防止災(zāi)難性的事故發(fā)生，怎樣對(duì)廣泛使用中的橋梁進(jìn)行監(jiān)測(cè)已成為了一個(gè)重要的課題。
　　為了盡早識(shí)別和定位橋梁上的潛在損傷，有必要對(duì)重要橋梁進(jìn)行長(zhǎng)期的健康監(jiān)測(cè)和定期評(píng)估。然而，在上述工作開展前，首先應(yīng)該可靠而準(zhǔn)確的獲得橋梁相關(guān)數(shù)據(jù)。本文重點(diǎn)對(duì)橋梁撓度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確獲取開展了研究，同時(shí)也對(duì)裂紋檢測(cè)和橋梁健康模型識(shí)別進(jìn)行了簡(jiǎn)要討論。
　　論文首先介紹

2、了廣義結(jié)構(gòu)元和擴(kuò)展形態(tài)學(xué)濾波，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了4套撓度測(cè)量系統(tǒng)，簡(jiǎn)要介紹如下：
　　(1)利用張力線作為靜止參考線，采用視頻采集和圖像處理與識(shí)別的方法提出了非接觸式張力線橋梁撓度測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)該系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)和測(cè)量原理進(jìn)行了闡述，分析了系統(tǒng)可能產(chǎn)生的誤差原因，并提出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略。精度實(shí)驗(yàn)和對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，該系統(tǒng)能夠可靠獲取高精度的橋梁撓度數(shù)據(jù)。目前，該系統(tǒng)已在一座實(shí)際的箱梁橋得到了應(yīng)用。
　　(2)提出了自適應(yīng)全天候自標(biāo)

3、定測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠同時(shí)測(cè)量橋梁的撓度和位移數(shù)據(jù)，其最顯著的特點(diǎn)是能夠自動(dòng)完成比例標(biāo)定。
　　(3)針對(duì)橋梁撓度測(cè)量中快速重現(xiàn)橋梁連續(xù)撓度線形的需要，利用傾角傳感器和位移傳感模塊，設(shè)計(jì)了連續(xù)撓度快速測(cè)量和重現(xiàn)系統(tǒng)，就系統(tǒng)的組成，硬件設(shè)計(jì)、軟件和算法設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述；
　　(4)利用激光準(zhǔn)直發(fā)射器和視頻設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了激光投射式橋梁撓度/位移測(cè)量系統(tǒng)。
　　本文也研究了橋梁裂紋檢測(cè)與損傷識(shí)別，主要做了以下工作。
　　(

4、1)提出了基于橋梁表面圖像的裂紋識(shí)別與重建算法，對(duì)裂紋圖像預(yù)處理、裂紋提取、存儲(chǔ)和裂紋圖像重建進(jìn)行了闡述。
　　(2)根據(jù)主元分析方法的原理，論文提出了基于主元分析的橋梁健康模型識(shí)別，探討了橋梁測(cè)量數(shù)據(jù)的收集和模型建立的有關(guān)問題。
　　此外，由于本文提出的測(cè)量方法需要，提出了廣義結(jié)構(gòu)元與擴(kuò)展形態(tài)學(xué)濾波，就相關(guān)的定義、性質(zhì)和應(yīng)用進(jìn)行了闡述。
　　概括而言，本文研究和設(shè)計(jì)了4套新型撓度/位移測(cè)量系統(tǒng)，提出了橋梁裂紋檢測(cè)和損