董湘婉, 袁向荣, 任张晨, 徐旻杰, 刘 辉

(广州大学 土木工程学院，广州 510006)

0 引 言

桥梁检测是关系着正确的评价桥梁的运行情况和通行能力的准确性的重要基础工作[1]。基于固有频率等方法的损伤识别是桥梁健康监测过程中的关键环节[2],而且在刚度一定的结构中，固有频率随损伤的增加而减小[3],因此周期性对桥梁固有频率的检测十分重要。然而,目前大部分测量方法都是基于传统方法上的研究，即通过传感器获取桥梁振动信号，例如由车辆响应识别桥梁固有频率[4]等。但由于传感器是高灵敏度仪器，易受外界噪声振动等干扰，影响检测结果。通过数字图像处理技术，对试验梁进行测试[5]，利用相关边缘检测算子[6]，例如Laplace算子、Canny算子[7-8]、Sobel算子等进行边缘检测，利用边缘的位移时程计算得到运动频率。本文采用Canny算子进行运算。

1 三等跨连续梁实验模型

实验对象为三等跨等截面连续槽型梁模型，梁长5.4 m，桥跨布置为3×1.8 m，共设4个支座，编号为1～4，使用钢辊轴支座约束梁的竖向位移，其中支座1用砝码加重形成固定支座。截面尺寸如图1所示。

图1 截面尺寸图(mm)

材料参数取值：弹性模量E=70 GPa，线膨胀系数1.2×10-5℃-1，泊松比v=0.3，容重Dens=28 kN/m3。

2 有限元模态分析

2.1 建立有限元模型

通过有限元软件建立三等跨5.4 m梁模型，将梁划分为36个单元，输入上述材料参数取值，然后进行边界条件处理，对支座1约束其x、y、z方向上的位移，对支座2、3、4仅约束z方向上的位移，选用子空间迭代法进行模态分析，最后运行分析得到各阶固有频率及振型图。……