[發(fā)明專利]一種索力測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110026325.7
• 申請(qǐng)日: 2021-01-08
• 公開（公告）號(hào): CN112816120B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉凱;胡俊亮;葉仲韜;劉金龍;史雪峰;郭翠翠;王鳴輝;王金霞;李明;王胡鵬;池玉辰;史晶;喻越;張?jiān)?/a>;陳鑫;徐有良;彭晨曦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵大橋科學(xué)研究院有限公司;中鐵大橋局集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01L5/04
• 分類號(hào): G01L5/04
• 代理公司: 武漢智權(quán)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 張凱

本發(fā)明涉及橋梁健康監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種索力測(cè)量方法。該方法包括以下步驟：在每根待檢索段上設(shè)置至少兩個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，獲取各個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)；根據(jù)每根待檢索段上標(biāo)記點(diǎn)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)，擬合得到待檢索段的實(shí)時(shí)曲線方程；根據(jù)實(shí)時(shí)曲線方程得到待檢索段的實(shí)時(shí)實(shí)際長(zhǎng)度，以得到待檢索段的索力變化量。能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中基于振動(dòng)頻率法測(cè)量索力，拉索邊界條件復(fù)雜，導(dǎo)致很難實(shí)現(xiàn)對(duì)索力的準(zhǔn)確測(cè)量的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋梁健康監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種索力測(cè)量方法。

背景技術(shù)

對(duì)于跨江跨河跨峽谷的長(zhǎng)大跨橋梁，斜拉橋和懸索橋無(wú)疑是其選擇的主要橋梁結(jié)構(gòu)類型，拉索(吊桿)作為細(xì)長(zhǎng)受拉構(gòu)件，無(wú)論在斜拉橋還是懸索橋中，都是橋梁主要構(gòu)件之一，拉索(吊桿)的工作狀態(tài)直接影響大跨橋梁的工作性能，掌握拉索(吊桿)的力學(xué)行為狀態(tài)和規(guī)律，能有效降低大跨橋梁安全風(fēng)險(xiǎn)，減小安全事故發(fā)生概率，及時(shí)對(duì)橋梁進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)。

傳統(tǒng)的索力測(cè)量方法包括油壓表法、壓力傳感器法、磁通量法和振動(dòng)頻率法。油壓表測(cè)定法和壓力傳感器測(cè)定法一般適用于在建橋梁拉索張拉時(shí)的索力測(cè)定；磁通量法盡管在長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)、非接觸測(cè)量、傳感器維護(hù)成本等方面有優(yōu)勢(shì)，但在初期費(fèi)用投入、安裝便利性等方面仍有待加強(qiáng)；振動(dòng)頻率法操作簡(jiǎn)單，應(yīng)用較廣，但此方法的理論基礎(chǔ)是兩端鉸支的張緊弦，這與斜拉索實(shí)際邊界條件、垂度和抗彎剛度等不符，在某些場(chǎng)合下其測(cè)量精度不高，且通常需要反復(fù)測(cè)試才能采集到滿意的波形，數(shù)據(jù)采集過(guò)程較長(zhǎng)。

已有的非接觸式測(cè)量方法大多基于振動(dòng)頻率法，通過(guò)圖像識(shí)別技術(shù)，獲得拉索上某些點(diǎn)的時(shí)程曲線，通過(guò)數(shù)據(jù)處理得到拉索的振動(dòng)頻率，進(jìn)而計(jì)算得到索力，然而由于實(shí)際工程中，拉索邊界條件復(fù)雜，并非簡(jiǎn)單的兩端鉸支弦，所以很難實(shí)現(xiàn)對(duì)索力的準(zhǔn)確測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種索力測(cè)量方法，現(xiàn)有技術(shù)中基于振動(dòng)頻率法測(cè)量索力，拉索邊界條件復(fù)雜，導(dǎo)致很難實(shí)現(xiàn)對(duì)索力的準(zhǔn)確測(cè)量的問(wèn)題。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供一種索力測(cè)量方法，包括以下步驟：

在每根待檢索段上設(shè)置至少兩個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，獲取各個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)；

根據(jù)每根待檢索段上標(biāo)記點(diǎn)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)，擬合得到待檢索段的實(shí)時(shí)曲線方程；

根據(jù)實(shí)時(shí)曲線方程得到待檢索段的實(shí)時(shí)實(shí)際長(zhǎng)度，以得到待檢索段的索力變化量。

一些可選的實(shí)施例中，通過(guò)拍攝圖像獲取基于拍攝圖像建立的坐標(biāo)系中各個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)，所述的根據(jù)實(shí)時(shí)曲線方程得到待檢索段的實(shí)時(shí)實(shí)際長(zhǎng)度，以得到待檢索段的索力變化量，包括：

根據(jù)實(shí)時(shí)曲線方程得到每根待檢索段在拍攝圖像中的實(shí)時(shí)拍攝長(zhǎng)度；

根據(jù)拍攝位置與待檢索段之間的距離，確定待檢索段的實(shí)時(shí)實(shí)際長(zhǎng)度；

根據(jù)兩次待檢索段的實(shí)時(shí)實(shí)際長(zhǎng)度的差值，確定待檢索段的索力變化量。

一些可選的實(shí)施例中，根據(jù)公式計(jì)算得到第n根待檢索段在拍攝圖像中的實(shí)時(shí)拍攝長(zhǎng)度l_n；

其中，n為待檢索段的序號(hào)，i為標(biāo)記點(diǎn)的序號(hào)，f_n(x)為第n根待檢索段的實(shí)時(shí)曲線方程，x_ni為第n根待檢索段上第i個(gè)標(biāo)記點(diǎn)在拍攝圖像中的實(shí)時(shí)坐標(biāo)。

一些可選的實(shí)施例中，根據(jù)公式計(jì)算確定待檢索段的實(shí)時(shí)實(shí)際長(zhǎng)度L；

其中，f為相機(jī)焦距，D為拍攝位置到待檢索段中心點(diǎn)的直線距離，待檢索段在拍攝圖像中的實(shí)時(shí)拍攝長(zhǎng)度l。

一些可選的實(shí)施例中，根據(jù)公式計(jì)算得到待檢索段的索力變化量；