[發(fā)明專利]一種基于三彎矩方程的高鐵橋梁動撓度監(jiān)測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011080490.2
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112033344A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬闖;王川;梅婷;李欣澄
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

1.一種基于三彎矩方程的高鐵橋梁動撓度監(jiān)測方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

步驟一、在高鐵橋梁上布設(shè)n個(gè)傾角儀傳感器，并提取原始信號；

步驟二、通過切比雪夫低通濾波器對傳回的傾角儀原始信號進(jìn)行除噪，得到轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)；

步驟三、將轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)傳入三彎矩方程算法，計(jì)算高鐵橋梁的撓度曲線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三彎矩方程的高鐵橋梁動撓度監(jiān)測方法，其特征在于：步驟三中，假設(shè)在高鐵橋梁的某一跨上布置有k個(gè)傾角儀傳感器，除噪后得到的轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)分別為θ₁,θ₂,…,θ_k，以此跨的一個(gè)端點(diǎn)為原點(diǎn)建立局部坐標(biāo)系，各個(gè)傾角儀傳感器的坐標(biāo)分別為x₁,x₂,…,x_k，在區(qū)間[x_i,x_i+1]上的轉(zhuǎn)角曲線為θ_i(x)，在測點(diǎn)x_i處截面的彎矩為M_i，撓度為y_i，相鄰兩個(gè)傾角儀傳感器的間距為h_i＝x_i+1-x_i，則可以設(shè)包含彎矩的插值表達(dá)式：

對θ_i(x)求導(dǎo)得

通過梁的連續(xù)性條件θ′_i(x_i+1)＝θ′_i+1(x_i+1)，可得三彎矩方程

μ_iM_i-1+2M_i+λ_iM_i+1＝d_i,i＝2,3,…k-1

其中

插值邊界條件使用第一類邊界條件，即θ′₁(x₁)＝M₁,θ′_k-1(x_k)＝M_k，對于高鐵橋梁標(biāo)準(zhǔn)梁，其模型可以簡化為簡支梁，由于簡支梁邊界處的彎矩值為零，所以當(dāng)兩端的傾角儀傳感器靠近邊界設(shè)置時(shí)，認(rèn)為M₁＝M_k＝0，代入上式可得

綜上，可列出矩陣

利用矩陣解出M₁,M₂,…,M_k的值，帶入即可求出轉(zhuǎn)角函數(shù)θ(x)，對其積分即可得到橋梁撓度曲線y(x)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三彎矩方程的高鐵橋梁動撓度監(jiān)測方法，其特征在于：步驟一中，傾角儀傳感器必須布設(shè)奇數(shù)個(gè)而且必須是等距的，兩端的傾角儀傳感器靠近支座設(shè)置。