基于智能算法的橋梁健康狀態(tài)監(jiān)測與評(píng)估

2023年12月12日發(fā)(作者：建筑工程畢業(yè)論文)

-

基于智能算法的橋梁健康狀態(tài)監(jiān)測與評(píng)估

一、引言

橋梁作為交通工程的重要組成部分，對(duì)交通的安全和暢通具有關(guān)鍵性的作用。然而，由于橋梁在使用過程中受到諸多因素的影響，其健康狀態(tài)會(huì)隨著時(shí)間變化而發(fā)生變化，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，就會(huì)對(duì)橋梁使用和交通安全造成威脅。因此，開展橋梁健康狀態(tài)監(jiān)測和評(píng)估工作具有重要的意義。本文將從基于智能算法的角度出發(fā)，探討橋梁健康狀態(tài)監(jiān)測和評(píng)估的相關(guān)內(nèi)容。

二、橋梁健康狀態(tài)監(jiān)測的方法和技術(shù)

橋梁健康狀態(tài)監(jiān)測可通過以下幾種方法和技術(shù)實(shí)現(xiàn)：

1、傳統(tǒng)測量方法

傳統(tǒng)測量方法主要是以物理和化學(xué)手段對(duì)橋梁進(jìn)行測量，并對(duì)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和判斷。例如，通過懸臂梁測試法、動(dòng)態(tài)荷載試驗(yàn)法、靜載試驗(yàn)法等對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)安全情況進(jìn)行評(píng)估。

傳統(tǒng)測量方法具有測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠、數(shù)據(jù)可重復(fù)性強(qiáng)、能夠全面評(píng)估橋梁結(jié)構(gòu)安全等優(yōu)點(diǎn)，但存在測量時(shí)間長、測量過程受到環(huán)境影響大、數(shù)據(jù)分析和處理難度較高等缺點(diǎn)。

2、無損檢測方法 無損檢測方法是指不破壞被檢測物體整體的情況下，通過檢測被檢測物體某些性能、特征或者狀態(tài)的方法。例如，通過超聲波、磁粉探傷、紅外測溫等手段對(duì)橋梁的隱蔽部位進(jìn)行檢測。

無損檢測方法具有檢測時(shí)間短、檢測成本低、檢測數(shù)據(jù)直觀等優(yōu)點(diǎn)，但部分無損檢測技術(shù)只能檢測橋梁的表面缺陷，對(duì)橋梁內(nèi)部缺陷的檢測能力較弱。

3、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)

結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)是指通過傳感器等設(shè)備對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，獲取橋梁結(jié)構(gòu)所處的真實(shí)狀態(tài)。例如，通過安裝應(yīng)變計(jì)、振動(dòng)傳感器、溫度傳感器等設(shè)備對(duì)橋梁的應(yīng)變情況、振動(dòng)情況、溫度情況等進(jìn)行檢測。

結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、檢測范圍廣、檢測精度高等優(yōu)點(diǎn)，但需要在橋梁修建或者改造時(shí)進(jìn)行設(shè)備安裝和調(diào)試，安裝和調(diào)試過程比較繁瑣，對(duì)監(jiān)測設(shè)備使用和維護(hù)要求高。

三、橋梁健康狀態(tài)評(píng)估方法和技術(shù)

橋梁健康狀態(tài)評(píng)估是指通過對(duì)橋梁健康狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析和處理，對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)安全進(jìn)行評(píng)估。

1、傳統(tǒng)評(píng)估方法 傳統(tǒng)評(píng)估方法主要是通過專家經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)性公式，對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，得到橋梁結(jié)構(gòu)安全評(píng)估結(jié)果。

傳統(tǒng)評(píng)估方法具有簡單易行、適用性廣、結(jié)果直觀等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)于復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)而言，傳統(tǒng)評(píng)估方法存在不準(zhǔn)確和不準(zhǔn)確方法多等問題。

2、模型分析方法

模型分析方法是指通過建立橋梁結(jié)構(gòu)的物理模型，將橋梁結(jié)構(gòu)受力性能模擬為數(shù)學(xué)模型，通過引入各種荷載和環(huán)境條件，模擬橋梁結(jié)構(gòu)在不同狀態(tài)下的受力情況，從而得出橋梁結(jié)構(gòu)安全評(píng)估結(jié)果。

模型分析方法具有結(jié)構(gòu)性強(qiáng)、結(jié)果準(zhǔn)確和精度高等特點(diǎn)，但需要對(duì)橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)和建模，建成后還需要進(jìn)行驗(yàn)證和校準(zhǔn)，建成成本較高。

3、智能算法方法

智能算法方法是指通過人工智能等先進(jìn)技術(shù)方法，對(duì)橋梁健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。例如，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等方法，對(duì)橋梁健康狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，建立智能評(píng)估模型，實(shí)現(xiàn)橋梁健康狀態(tài)的智能評(píng)估。 智能算法方法具有快速準(zhǔn)確、結(jié)果精度高、結(jié)構(gòu)參數(shù)冗余性分析能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但需要對(duì)智能評(píng)估模型進(jìn)行優(yōu)化、訓(xùn)練和驗(yàn)證，對(duì)模型訓(xùn)練和驗(yàn)證數(shù)據(jù)量要求較多。

四、結(jié)語

智能算法作為橋梁健康狀態(tài)監(jiān)測和評(píng)估的新方法和技術(shù)，在實(shí)踐中取得了不錯(cuò)的效果，在未來的橋梁健康狀態(tài)監(jiān)測和評(píng)估工作中，具有較廣泛的應(yīng)用前景。同時(shí)，需要結(jié)合具體的橋梁實(shí)際情況，選用適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測和評(píng)估方法和技術(shù)，及時(shí)掌握橋梁的健康狀態(tài)，以確保橋梁的安全和使用效益。

-