[發(fā)明專利]一種橋梁變形重構(gòu)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011271160.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112461190B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王佐才;段大猷;金大帥;王振;王俊;王未寅;袁明貴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B21/32
• 分類號(hào): G01B21/32
• 代理公司: 北京專贏專利代理有限公司 11797
• 代理人: 于剛

本發(fā)明適用于橋梁檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種橋梁變形重構(gòu)方法，所述橋梁變形重構(gòu)方法為：在橋梁所測(cè)橋段縱橋向布置應(yīng)變和加速度監(jiān)測(cè)點(diǎn)；并測(cè)出監(jiān)測(cè)點(diǎn)的加速度和動(dòng)應(yīng)變數(shù)據(jù)，并分別重構(gòu)基于加速度和動(dòng)應(yīng)變的橋梁變形位移和u_s0；通過(guò)濾波器獲得未標(biāo)定的高頻和低頻位移對(duì)使用數(shù)據(jù)融合方法利用和的數(shù)值關(guān)系獲得橋梁結(jié)構(gòu)中性軸的位置從而標(biāo)定獲得再疊加和標(biāo)定后的獲得重構(gòu)位移u。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算準(zhǔn)確，檢測(cè)誤差小，精準(zhǔn)度高，解決了低頻漂移問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于橋梁檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種橋梁變形重構(gòu)方法。

背景技術(shù)

在橋梁健康監(jiān)測(cè)中橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)撓度是評(píng)價(jià)橋梁安全性的重要指標(biāo)。通過(guò)對(duì)動(dòng)撓度的監(jiān)測(cè)，可以獲得橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性和車輛荷載的沖擊系數(shù)等，從而更好的評(píng)價(jià)橋梁的健康狀況，對(duì)保證橋梁的安全運(yùn)行具有重要意義。傳統(tǒng)的橋梁撓度測(cè)量主要有經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、百分表等方法，然而這些測(cè)量方法只適用于橋梁短期的人工測(cè)量，存在費(fèi)時(shí)費(fèi)力、使用不便、實(shí)時(shí)測(cè)量困難等不足。

為了克服直接測(cè)量遇到的困難，近年來(lái)一些間接撓度測(cè)量法逐漸涌現(xiàn)，如GPS法、激光圖像、光電成像法等。這些間接方法通常先測(cè)量相對(duì)經(jīng)濟(jì)且易于獲取的加速度或應(yīng)變值再通過(guò)其與撓度的關(guān)系換算得到撓度值。這些測(cè)量方法由于其自身特點(diǎn)難以得到廣泛應(yīng)用，例如，加速度傳感器測(cè)得的加速度存在微小的時(shí)序漂移，這個(gè)漂移通過(guò)兩次積分得到放大，導(dǎo)致所測(cè)撓度存在低頻漂移，產(chǎn)生較大的誤差，而應(yīng)變傳感器測(cè)得的應(yīng)變值難以用于高頻模式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種橋梁變形重構(gòu)方法，旨在解決產(chǎn)生較大的誤差的問(wèn)題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種橋梁變形重構(gòu)方法，所述橋梁變形重構(gòu)方法為：

在橋梁所測(cè)橋段縱橋向布置應(yīng)變和加速度監(jiān)測(cè)點(diǎn)；

并測(cè)出監(jiān)測(cè)點(diǎn)的加速度和動(dòng)應(yīng)變數(shù)據(jù)，并分別重構(gòu)基于加速度和動(dòng)應(yīng)變的橋梁變形位移和u_s0；

通過(guò)濾波器獲得未標(biāo)定的高頻和低頻位移對(duì)

使用數(shù)據(jù)融合方法利用和的數(shù)值關(guān)系獲得橋梁結(jié)構(gòu)中性軸的位置從而標(biāo)定獲得

再疊加和標(biāo)定后的獲得重構(gòu)位移u。

在本發(fā)明實(shí)施例中，該方法可以適用于簡(jiǎn)支梁、連續(xù)橋梁以及其他的橋梁，通過(guò)在橋梁位置上布置若干檢測(cè)點(diǎn)，并在檢測(cè)點(diǎn)布置濾波器，當(dāng)橋梁位置產(chǎn)生振動(dòng)或者施加外力時(shí)，各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)會(huì)檢測(cè)出該點(diǎn)的加速度，并通過(guò)構(gòu)造公式分別重構(gòu)得出重構(gòu)加速度和重構(gòu)變形量u_s0。通過(guò)濾波器獲得未標(biāo)定的高頻和低頻位移對(duì)使用數(shù)據(jù)融合方法利用和的數(shù)值關(guān)系獲得橋梁結(jié)構(gòu)中性軸的位置從而標(biāo)定獲得再疊加和標(biāo)定后的獲得重構(gòu)位移u。以此重構(gòu)出橋梁變形。通過(guò)測(cè)試梁結(jié)構(gòu)的加速度和動(dòng)應(yīng)變實(shí)現(xiàn)了對(duì)橋梁變形的間接監(jiān)測(cè)。在橋梁監(jiān)測(cè)技術(shù)中，橋梁應(yīng)變測(cè)試成本較低，也比較容易操作，并且還具有較高的精度；通過(guò)多源融合有效解決了低頻漂移問(wèn)題；本發(fā)明將由加速度得到的高頻位移與由應(yīng)變得到的低頻位移相融合，提高了橋梁動(dòng)撓度的測(cè)量精度。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算準(zhǔn)確，檢測(cè)誤差小，精準(zhǔn)度高，解決了低頻漂移問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種橋梁變形重構(gòu)方法中簡(jiǎn)支梁的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種橋梁變形重構(gòu)方法中連續(xù)梁檢測(cè)點(diǎn)布置示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種橋梁變形重構(gòu)方法中簡(jiǎn)支梁中的第一撓度實(shí)測(cè)點(diǎn)a位移值與實(shí)測(cè)值的對(duì)比圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種橋梁變形重構(gòu)方法中簡(jiǎn)支梁中的第二撓度實(shí)測(cè)點(diǎn)b位移值與實(shí)測(cè)值的對(duì)比圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種橋梁變形重構(gòu)方法中簡(jiǎn)支梁中的第三撓度實(shí)測(cè)點(diǎn)c位移值與實(shí)測(cè)值的對(duì)比圖；