橋梁檢測及其光學檢測方法研究.pdf

1、該文分別通過數(shù)值計算和現(xiàn)場檢測兩種手段對DH立交橋破壞最嚴重的匝2西連續(xù)梁段進行了承載力分析,并總結(jié)出了適于異形連續(xù)梁承載力測試的有限元模型和實驗方法.結(jié)果表明,兩種方法所得到的結(jié)果比較吻合.該文還研究了利用數(shù)字圖像處理技術(shù)采集與測量土木結(jié)構(gòu)面內(nèi)位移的光學測試方法,即形心搜索法.所謂形心搜索法是,在待測面內(nèi)位移的物體表面均勻噴上淺色背景,然后畫上數(shù)個與背景顏色反差很大的離散標記,最后利用變形前圖像和變形后圖像當中相對應的標記形心坐標的變

2、化作為該標記形心處的位移增量來測量梁體表面位移的方法.在提取標記形心處的位移增量時,用計算機圖形學、邊緣檢測、圖像二值化等數(shù)字圖像相關(guān)知識處理圖像得到了數(shù)據(jù),并開發(fā)了數(shù)字圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng).利用這一系統(tǒng),可以準確地獲得標記形心處的位移.從實驗數(shù)據(jù)表明,此方法的誤差一般在0.1-1％之間,絕對誤差絕大部分都在10μm以內(nèi),也說明了此方法是計算速度快、精度高的測量方法.該文將形心搜索法和有限元法位移插值函數(shù)相結(jié)合探索了快速測量橋梁梁體局部表面

3、位移場、應變場的一種新方法.所用測量節(jié)點位移增量的方法是形心搜索法,并用插值函數(shù)設(shè)定了單元內(nèi)的位移模式,并在此基礎(chǔ)上進一步求出了單元內(nèi)的應變和應力.較一般方法測物體表面局部位移場、應變場,具有較高的精度和很高的計算速度.在該文中,在待測位移場的梁體表面上噴上以矩陣形式排列的m×n個與背景顏色反差很大的離散標記,以標記形心坐標作為變形前節(jié)點坐標,以變形前圖像和變形后圖像當中相對應的標記形心坐標的變化作為節(jié)點位移增量,用彈性力學平面問題理論

4、進一步計算出了單元內(nèi)的應變和應力.該文還在數(shù)字圖像相關(guān)原理的基礎(chǔ)上,把形心搜索法與數(shù)字圖像相關(guān)方法進行了結(jié)合.在數(shù)字圖像相關(guān)測量方法的相關(guān)算法中,每一種算法都需要獲取初始值,而且初始值的獲取對于相關(guān)運算的正確性和計算速度起著至關(guān)重要的作用.該文的計算方法以用形心搜索法得到的標記形心處的位移增量作為初始值,并以變形前標記形心處的坐標值作為子區(qū)中心值,并運用相關(guān)理論計算了包含一個標記的變形前后圖像.從而節(jié)省了初始值的搜索所用的時間,并保證了