【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁主梁横向动挠度测试领域，具体涉及一种惯性式桥梁横向动挠度测量方法及装置。
技术介绍
1、桥梁主梁横向动挠度反映风、车辆、人群、地震动等外荷载作用下的梁体横向动态弯曲变形程度，对行人舒适性和桥梁的使用寿命及安全性造成了明显影响，尤其是大跨径人行桥横向振动性态表征的最直观参数。准确高效的获取桥梁主梁横向动挠度已成为桥梁工程中需要关注的重要问题之一。对桥梁主梁横向动挠度进行准确测量有助于评估桥梁的行走舒适性、结构健康和安全性能。目前常用的测量桥梁主梁横向动挠度的方法包括直接测量法和间接测量法，如特大跨径桥梁采用的北斗系统和gps、中小跨径桥梁采用的图形法和表式位移计法等均属于直接测量法，普遍采用的加速度法和倾角仪法则属于间接测量法。现有各类技术方法的测量精度均与桥梁等结构物的动挠度无关，设备生产后，精度即为一定值，不能自适应大位移值和小位移值对精度的不同需求。另外，北斗系统和gps需要测点处无遮挡、技术复杂、价格昂贵。图形法所使用到的图像采集设备均难以适应雨、雪、雾、以及基础振动等环境带来的不利影响，且在长期监测过程中设备自身的安全防护问题难以有效解决，质量好的镜头也价格不菲，当面对跨越大江大河及沟壑纵横的山区时更是难以有效测量。表式位移计精度较高且物美价廉，但其测试期间需要固定的基准点，大大限制了其使用范围。间接测量方法均是在获取其他物理量数值后经过复杂的数学运算得到动挠度值，数据的自身误差及数据处理时的实际边界条件难以准确计入，经验属性明显，导致其结果的精度不理想。近年来兴起的微波雷达法，尚处于研究阶段，实用价值
2、截止2023年底，我国公路桥梁中的特大桥达到了10239座。随着城市化水平的提高和交通建设的发展，人行桥数量逐年增加。尤其是近年来的城市景观需求使得人行桥日益朝着结构复杂化和超大跨径化的方向发展，已有不少人行桥跨径超过200m甚至于达到了300m左右。该类大跨度桥梁的横向振动带来的通行舒适性问题、结构耐久性问题及安全性问题日益凸显；对准确高效的获取桥梁横向振动位移提出了较高的要求。
3、因此有必要提供一种桥梁横向动挠度测量方法及装置来实现准确快速的得到梁体横向动挠度这一亟需解决的技术难题。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
2、本专利技术还有一个目的是提供一种可自适应不同跨径桥梁对横向动挠度精度要求不同的主梁横向动挠度直接测试方法及装置，且具有安装布设快速高效、较好的结构形式和自然环境适应性、经济性好等显著优点。
3、本专利技术解决此技术问题所采用的技术方案是：一种惯性式桥梁横向动挠度测量装置，包括壳体、弹簧、质量块、第一限位机构、位移计；
4、所述质量块位于所述壳体内，一对弹簧的一端均对称固定于质量块的两端，弹簧的另一端与壳体的内壁固定，所述壳体连接有弹簧的其中一侧端板设置有通孔，位移计测试端通过所述通孔测量质量块与壳体相对位移量，所述第一限位机构用于抵消质量块的重力。
5、作为本专利技术进一步的方案是：所述质量块为空心结构。
6、作为本专利技术进一步的方案是：所述壳体的顶板采用导电性材料制作而成，由此提供合适的阻尼比。
7、作为本专利技术进一步的方案是：还包括电源组件和数据传输模块；电源组件与位移计电连并为位移计持续供电，数据传输模块与位移计电连并将测量数据保存并传输出去，由此实现自动化测量。
8、作为本专利技术进一步的方案是：所述第一限位机构包括第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁固定于壳体底部，所述第二磁铁固定于质量块底部，所述第一磁铁和第二磁铁为相同磁极，第一磁铁和第二磁铁之间的相斥磁力与质量块及其上布置的磁体的总重力相同。
9、作为本专利技术进一步的方案是：还包括第二限位机构，其包括第三磁铁和第四磁铁，所述第四磁铁设置于质量块未设置弹簧的两侧，所述第四磁铁相对第三磁铁固定于壳体内壁的侧面，所述第三磁铁和第四磁铁为相同磁极。
10、作为本专利技术进一步的方案是：所述第一限位机构包括滑动装置，所述质量块置于滑动装置上，所述滑动装置可沿平行于弹簧轴线的方向移动。
11、作为本专利技术进一步的方案是：所述第一限位机构为液体介质，其填充于壳体中，所述液体介质提供的浮力与质量块的重力相同。
12、作为本专利技术进一步的方案是：所述质量块的顶部设置有第五磁铁。
13、本专利技术还提供了一种利用所述的惯性式桥梁横向动挠度测量装置的方法，包括：
14、s1、将测量装置固定于桥梁待测梁体上，使弹簧的轴线方向与所述梁体横向平行；
15、s2、记录位移计测量的质量块的横向位移即为桥梁横向动挠度。
16、本专利技术至少包括以下有益效果：惯性式位移计经典理论表明当频率比（待测结构频率/设备自身频率）＞2.5、阻尼比取0.6~0.7时，待测结构位移的测量值与实际值基本相等，且位移测试精度随频率比的增加而提高。由此，提出一种惯性式桥梁横向动挠度测量方法及装置，质量块相对于壳体的变化量即为待测结构位移值，该位移值由端部布置的位移计直接测量得到，并可通过构造设计实现该装置的便携化和小型化。
17、本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
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1.一种惯性式桥梁横向动挠度测量装置，其特征在于，包括壳体、弹簧、质量块、第一限位机构、位移计；
2.如权利要求1所述的惯性式桥梁横向动挠度测量装置，其特征在于，所述质量块为空心结构。
3.如权利要求1所述的惯性式桥梁横向动挠度测量装置，其特征在于，所述壳体的顶板采用导电性材料制作而成。
4.如权利要求1所述的惯性式桥梁横向动挠度测量装置，其特征在于，还包括电源组件和数据传输模块；电源组件与位移计电连并为位移计持续供电，数据传输模块与位移计电连并将测量数据保存并传输出去。
5.如权利要求1所述的惯性式桥梁横向动挠度测量装置，其特征在于，所述第一限位机构包括第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁固定于壳体底部，所述第二磁铁固定于质量块底部，所述第一磁铁和第二磁铁为相同磁极，第一磁铁和第二磁铁之间的相斥磁力与质量块及其上布置的磁铁的总重力相同。
6.如权利要求5所述的惯性式桥梁横向动挠度测量装置，其特征在于，还包括第二限位机构，其包括第三磁铁和第四磁铁，所述第四磁铁设置于质量块未设置弹簧的两侧，所述第四磁铁相对第三磁铁固定于壳体内
7.如权利要求3所述的惯性式桥梁横向动挠度测量装置，其特征在于，所述质量块的顶部设置有第五磁铁。
8.一种利用如权利要求1~7任一所述的惯性式桥梁横向动挠度测量装置的方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种惯性式桥梁横向动挠度测量装置，其特征在于，包括壳体、弹簧、质量块、第一限位机构、位移计；
2.如权利要求1所述的惯性式桥梁横向动挠度测量装置，其特征在于，所述质量块为空心结构。
3.如权利要求1所述的惯性式桥梁横向动挠度测量装置，其特征在于，所述壳体的顶板采用导电性材料制作而成。
4.如权利要求1所述的惯性式桥梁横向动挠度测量装置，其特征在于，还包括电源组件和数据传输模块；电源组件与位移计电连并为位移计持续供电，数据传输模块与位移计电连并将测量数据保存并传输出去。
5.如权利要求1所述的惯性式桥梁横向动挠度测量装置，其特征在于，所述第一限位机构包括第一磁铁和第二磁铁...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱世峰，韩永平，桑毅彩，邹杨，钟志侨，高望，杨俊，刘昂，马小云，余升友，
申请(专利权)人：中交特种工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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