一种用于桥梁安全检查的移动荷载定位方法技术

本发明专利技术提供了一种用于桥梁安全检查的移动荷载定位方法，利用既有的跨中竖向速度响应时程信号，确定移动荷载在时程曲线中的位置。无需添置额外的专用设备，使桥梁检测成本下降，桥梁动力响应参数的分析更加简单、明了、快捷。通过如下步骤实现：对桥梁跨中竖向加速度响应时程信号进行傅里叶变换，将时间域上的信号对应到频率域空间，记为；选择权函数，对进行加权，记为；对施行傅里叶逆变换，将频率域中的信号返回到时域空间，记为；通过确定信号中移动荷载在跨中的时刻。本发明专利技术对桥梁承载能力测试设备的简化、降低测试费用具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及桥梁健康检测领域，尤其涉及一种用于桥梁安全检查的移动荷载定位 方法。
技术介绍
近几年来，不断发生的桥梁坍塌事件，已由偶发事件演变成常态事件，引起了各国 的高度重视。快速、方便的桥梁安全性检查，对不断恶化的桥梁发出前期预警显得极为重要。桥梁的安全性检查包括桥梁外观破损检查、桥梁结构和材料检测以及桥梁荷载 试验，而桥梁荷载试验又包括静荷载试验和动荷载试验。桥梁的正常运营是要能承受各种 大小移动荷载的动力冲击，因此，桥梁的动荷载试验才真正反映桥梁的健康状况。移动荷载对桥梁各部位的动力冲击是一个非常复杂的过程。温度、湿度、大地脉动 等都会对桥梁结构的动力响应参数产生影响，但移动荷载的质量、移动速度、频率等对桥梁 结构的动力参数影响最大。所以，要想从振动响应的时程曲线中正确分析桥梁结构的各种 动力参数，移动荷载在时程曲线中的位置变化是必不可少的。有许多办法可以确定移动荷载的位置，比如①通过激光仪(或摄像机)与数据采 集仪的连接，确定移动荷载在时程曲线中的入桥和出桥的时刻，从而实现对移动荷载的定 位；②通过正确的桥梁跨中动挠度曲线，实现对移动荷载的正确定位，等等。但是，现有的方 法或者设备笨重、价格昂贵；或者动挠度曲线难以精确刻画造成定位的误差较大，而且动挠 度曲线的获得也是非常困难的。本质上，竖向速度响应的积分为幅度响应。由于实际采集信号不可避免存在大量 干扰，尤其是桥梁振动响应信号属于高噪声、高干扰信号，这已是不争的事实。直接在时域 上进行积分，事实证明无法得到幅度响应信息，更得不到动挠度信息。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术中的不足，提供了一种竖向速度响应中移动荷载的定位方 法，无需额外增加采集设备，只是利用现有数据进行快速计算即可。为了实现上述的目的，采用如下的技术方案，包括以下步骤(1)桥梁跨中放置竖向速度传感器；(2)移动荷载通过桥梁时，传感器记录其跨中竖向加速度响应时程信号；(3)通过傅里叶变换将信号ζ⑴对应到频率域空间中，记为 F(X,oj)；(4)选择权函数孖(劝，对F(x， )进行加权，记为HF(x, )(5)对HF(x, )进行傅里叶逆变换，将信号返回时域空间，记为F-1HF(XJ)；3(6)信号中移动荷载在跨中时刻的确定。 上述方案中，所述的傅里叶变换权利要求1.，其特征在于包括以下步骤(1)桥梁跨中放置竖向速度传感器；(2)移动荷载通过桥梁时，传感器记录其跨中竖向加速度响应时程信号；(3)通过傅里叶变换将信号ζ⑴对应到频率域空间中，记为 ^(χ,ω)；(4)选择权函数,对F(x， )进行加权，记为HF(x, )；(5)对进行傅里叶逆变换，将信号返回时域空间，记为F—1HF(Xi)；(6)信号中移动荷载在跨中时刻的确定。2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于所述的傅里叶变换3.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于所述的权函数由传感器参数所 提供的传感器低频损失曲线参数得到，权函数4.根据权利要求3所述的定位方法，其特征在于所述的下限截止频率=0.01，所述 的上限截止频率=1。5.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于所述的加权6.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于所述的傅里叶逆变换7.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于所述的跨中时刻全文摘要本专利技术提供了，利用既有的跨中竖向速度响应时程信号，确定移动荷载在时程曲线中的位置。无需添置额外的专用设备，使桥梁检测成本下降，桥梁动力响应参数的分析更加简单、明了、快捷。通过如下步骤实现对桥梁跨中竖向加速度响应时程信号进行傅里叶变换，将时间域上的信号对应到频率域空间，记为；选择权函数，对进行加权，记为；对施行傅里叶逆变换，将频率域中的信号返回到时域空间，记为；通过确定信号中移动荷载在跨中的时刻。本专利技术对桥梁承载能力测试设备的简化、降低测试费用具有重要意义。文档编号G01B21/00GK102080955SQ20101057023公开日2011年6月1日 申请日期2010年12月2日 优先权日2010年12月2日专利技术者毕宁 申请人:中山大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于桥梁安全检查的移动荷载定位方法，其特征在于包括以下步骤：（１）桥梁跨中放置竖向速度传感器；（２）移动荷载通过桥梁时，传感器记录其跨中竖向加速度响应时程信号ｘ（ｔ）；（３）通过傅里叶变换将信号ｘ（ｔ）对应到频率域空间中，记为Ｆ（ｘ，ω）；（４）选择权函数Ｈ（ω），对Ｆ（ｘ，ω）进行加权，记为ＨＦ（ｘ，ω）；（５）对ＨＦ（ｘ，ω）进行傅里叶逆变换，将信号返回时域空间，记为Ｆ↑［－１］ＨＦ（ｘ，ｔ）；（６）信号ｘ（ｔ）中移动荷载在跨中时刻ｔ↓［０］的确定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毕宁，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：81[]