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申请/专利权人：重庆交通大学;四川省交通建设集团有限责任公司;四川公路桥梁建设集团有限公司

摘要：本发明公开了一种拱桥局部损伤实时监测系统与检测方法，涉及桥梁结构健康监测领域，包括：数据采集模块在多个数据采集节点采集拱桥结构的损伤信息并发送至无线传输通信模块；无线传输通信模块对接收的损伤信息加密并上传至实时监控模块；实时监控模块对损伤信息进行处理、分析及管理并选择性上传至损伤监控云平台；损伤监控云平台对上传的数据进行分析、处理和储存并对数据采集模块进行远程控制、数据访问及管理；运维终端通过损伤监控云平台进行远程操作与调整，并通过损伤监控云平台下发指令以对整个系统进行控制和管理。本发明可以对拱桥结构进行实时损伤监测和缺陷诊断，有更高的准确性、灵活性和可扩展性，提高了拱桥结构的安全性和可靠性。

主权项：1.一种拱桥局部损伤检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.计算相对时差：当拱桥结构中任意位置发生损伤时，损伤所在区域的数据采集节点被唤醒，附属于该数据采集节点的声发射传感器接收损伤信号，对于除第一个传感器之外的每个传感器而言，使用观测到的损伤源信号到达时间来计算与第一个传感器的相对时间差Δti，计算公式如下：Δti＝ti-t1式中，t1为损伤源信号到达第一个传感器的时间，ti为损伤源信号到达第i个传感器的时间；S2.建立同时方程：利用相对时间差和信号传播速度v，为归属该数据采集节点每个传感器的到达时差建立同时方程，表达式如下： 式中，x1，y1，z1为第一个传感器所在位置坐标，xi，yi，zi为第i个传感器所在位置坐标，xs，ys，zs为损伤源所在位置坐标；S3.损伤源初始化位置计算：任意选定损伤源坐标xs，ys，zs的初始值；S4.计算理论时差：对于除第一个传感器之外的每个传感器而言，基于S3中所给定的损伤源坐标的初始值，通过S2建立的同时方程计算理论时差Δti,t；S5.计算卡方值χ2：通过S1，基于已知的信号到达时间计算得到观测时差Δti,o；根据观测时差Δti,o和理论时差Δti，t，通过多元回归分析，利用卡方检验原理计算卡方值χ2，计算公式如下：χ2＝∑Δti，o-Δti，t2S6.迭代求解最小化卡方值χ2：不断调整，求解使卡方值χ2最小化的损伤源坐标，并验证最后求解结果的收敛性；S7.输出损伤源距离：在S6中结果收敛后，根据所求的损伤源坐标，输出损伤源位置与传感器阵列的距离；S8.选取三传感器阵列求解信号到时时差：基于S7中损伤源位置计算结果，选取用于求解损伤源角度的三传感器阵列，分别求解损伤源信号到第一声发射传感器和第二声发射传感器的到时时差Δt12，以及损伤源信号到第二声发射传感器和第三声发射传感器的到时时差Δt23；S9.建立损伤源信号到时时差与三传感器阵列函数关系：假定损伤源信号的波前与到达传感器阵列的角度呈直线和线性关系，到时时差Δt12和到时时差Δt23之比与损伤源角度θ的函数关系如下： S10.求解损伤源信号与三传感器阵列角度：基于S9中的函数关系，求解损伤源角度，计算公式如下： S11.确定损伤区域：当损伤源角度处于0°-60°之间时，结合第一声发射传感器和第二声发射传感器的信息，确定损伤所发生区域，其他各区域同理；基于损伤源信号与第一声发射传感器角度，加上S9中基于第二声发射传感器所求解的损伤源角度，求解出最终损伤源角度；S12.输出损伤源定位结果：基于S7中的损伤源位置计算结果和S11中的损伤源角度计算结果，最终输出损伤源定位结果。

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