本發明涉及結構的實時狀態評估,具體涉及一種基于撞擊速率的預應力空心板橋實時狀態評估方法。
背景技術:
1、近年來,我國交通運輸業蓬勃發展,高速公路、鐵路和城市道路的建設規模不斷擴大,對公路橋梁的需求量也逐漸增加。然而,隨著公路橋梁的長期使用,通常存在混凝土開裂、鋼筋銹蝕、地基不均勻沉降等缺陷,嚴重影響公路橋梁的整體安全性能。目前,在我國公路橋梁中應用最廣、所占比例最大的是中小跨徑橋梁,占公路橋梁總量的83.70%,其中常見的有預應力空心板橋。在橋梁施工中,由于空心板具有諸多優點,因而被廣泛應用到橋梁上部結構中。因此,評估并實時評估預應力空心板橋損傷的開展程度變得尤為重要。
2、聲發射檢測作為一種無損檢測方法,通過接收和分析材料的聲發射信號來評定材料性能或結構完整性。目前聲發射技術已經用于金屬、混凝土、巖石、砌體和復合材料等土木工程領域的損傷評估。這不僅節省檢測過程中的人力、時間和資源成本,還能夠快速獲取大量的數據,并通過數據分析和處理得出準確的評估和評估結果。然而,通過傳統的分析手段,難以在線評估橋梁損傷狀態。
3、近年來,深度學習作為一種機器學習技術,被廣泛的引入到結構損傷檢測領域中。將深度學習與聲發射檢測相結合,可以進一步提高預應力空心板橋的損傷評估和評估能力。傳統的聲發射檢測方法通常需要人工對聲發射信號進行分析和判斷,受限于經驗和主觀因素,存在一定的局限性。而深度學習模型可以通過對大量聲發射信號數據進行訓練,自動學習和提取信號中的有效特征,實現更準確的缺陷定位和評估。
4、鑒于以上,本申請提供一種基于撞擊速率的預應力空心板橋實時狀態評估方法用于解決上述問題。
技術實現思路
1、針對上述情況,本發明提供一種基于撞擊速率的預應力空心板橋實時狀態評估方法,利用縮尺試驗所得聲發射參數數據,實現了空心板橋狀態的實時評估,進而可以顯著節省檢測的成本,具有更大的推廣前景。
2、一種基于撞擊速率的預應力空心板橋實時狀態評估方法,其特征在于,對預應力空心板進行靜載試驗,利用靜載試驗中加載力和振鈴計數作為靜載試驗中預應力空心板損傷階段劃分的依據;
3、根據聲發射常用參數和所劃分的損傷階段進行pearson、spearman和kendall三種相關性分析,得到撞擊速率這一最優參數和傳感器布置的最佳位置;
4、根據accuracy、recall、precision、f1-score和計算速率5個評價指標,綜合對比knn、1d?cnn、決策樹、svm和lstm模型,根據對比結果篩選最優模型并且利用最優模型對結構進行綜合評價。
5、上述技術方案有益效果在于:
6、(1)本發明將該方法應用于某在役空心板橋,利用現場試驗驗證該方法在空心板橋狀態評估中的可行性,并利用一系列評價指標量化該方法運算的精度和計算效率;
7、(2)基于本發明提出的預應力空心板橋實時狀態評估方法,利用縮尺試驗所得聲發射參數數據,實現了空心板橋狀態的實時評估,進而可以顯著節省檢測的成本,具有更大的推廣前景。
1.一種基于撞擊速率的預應力空心板橋實時狀態評估方法,其特征在于,對預應力空心板進行靜載試驗,利用靜載試驗中加載力和振鈴計數作為靜載試驗中預應力空心板損傷階段劃分的依據;
2.根據權利要求1所述的一種基于撞擊速率的預應力空心板橋實時狀態評估方法,其特征在于,所述預應力空心板的靜載試驗過程分為無明顯聲發射信號階段、損傷開展階段、破壞階段三個階段。
3.根據權利要求1所述的一種基于撞擊速率的預應力空心板橋實時狀態評估方法,其特征在于,所述聲發射常用參數包括幅度、持續時間、上升時間、振鈴計數、上升計數、能量、有效值電壓、平均信號電壓、撞擊數、撞擊速率、質心頻率、峰值頻率。
4.根據權利要求3所述的一種基于撞擊速率的預應力空心板橋實時狀態評估方法,其特征在于,所述聲發射常用參數和所劃分的損傷階段進行pearson、spearman和kendall相關系數運算組成矩陣c,c為確定最佳參數的依據,c可以表示為: