[發明專利]一種具有抗噪聲功能的橋梁拉索瞬時索力計算方法

有效

• 申請號: 201911032257.4
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110807220B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 曹茂森;張鑫;魏慶陽
• 申請（專利權）人: 河海大學;滁州學院
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 田甜

1.一種具有抗噪聲功能的橋梁拉索瞬時索力計算方法，其特征在于，具體步驟包括：

步驟一、實際測量或查閱包括拉索張緊時的名義長度、單位長度線密度的基本材料參數；

步驟二、在拉索錨固端一側附近布設加速度響應傳感器，通過環境荷載對拉索進行激勵，從而獲取拉索的加速度響應數據，對加速度響應數據進行預處理，剔除傳感器異常數據點，對噪聲數據進行小波閾值去噪，同時選取合適的數字濾波器進行頻率截斷，提取拉索的前k階頻率f_k滿足f_s為采樣頻率；

步驟三、選取合適的波包系數γ，合適的母函數長度l_ω，生成母波包函數ω(t)，計算加速度響應信號的波包變換，得到函數的時頻域波包變換系數W_s(a,b)；具體計算方式如下：

對采集到的加速度響應信號s(t)進行波包變換，求取波包變換系數W_s(a,b)

符號·,·代表求二者之間的內積，為ω_ab(t)的共軛函數，t為時間變量，其中以參數γ生成的一族母波包函數ω_ab(t)可由下列公式確定：

ω_ab(t)＝|a|^γ/2ω(|a|^γ(t-b))e^2πi(t-b)a

式中，a為尺度系數，b為平移系數，e為自然常數，i為虛數單位，波包系數γ∈[1/2,1]；當γ＝1時，上述母波包函數退化為小波變換的母函數形式；

步驟四、提取拉索的瞬時頻率脊線，在瞬時頻率脊線處進行同步擠壓變換，求取加速度信號的同步擠壓變換系數T_s(λ,b)，得到加速度響應數據的時頻域精細表達；具體計算方式如下：

計算拉索加速度響應信號的瞬時頻率脊線λ_s(a,b)：

將頻率域能量將波包變換W_s(a,b)在λ＝λ_s(a,b)處進行能量集中重分布，得到加速度信號的同步擠壓變換：

式中，表示函數的實部，δ(·)為單位脈沖響應函數；

步驟五、根據拉索弦振動理論中頻率域索力的函數關系計算索力：提取時頻域同步壓縮變換譜中各時刻點的頻率峰值，識別該峰值對應的頻率坐標點f_n，代入弦振動理論基本公式計算當前時刻索力值N，具體如下：

根據弦振動理論，拉索索力與頻率的函數關系為：

式中，N表示拉索索力，L為拉索的名義索長，f_n表示拉索頻率，n表示頻率階次；

將識別的拉索頻率f_n及其頻率階次n代入后即可求解索力N。

2.如權利要求1所述的一種具有抗噪聲功能的橋梁拉索瞬時索力計算方法，其特征在于，步驟一中拉索名義長度為拉索兩個反彎點之間的索長L，單位長度線密度采用總重m以及實際索長L^*按照公式進行計算。

3.如權利要求1所述的一種具有抗噪聲功能的橋梁拉索瞬時索力計算方法，其特征在于，單位長度線密度包括索的單位長度線密度以及拉索防水、防腐蝕保護套筒單位長度線密度。