專利名稱：一種用于橋梁安全檢查的移動(dòng)荷載定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橋梁健康檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于橋梁安全檢查的移動(dòng)荷載定位 方法。
背景技術(shù)：
近幾年來(lái)，不斷發(fā)生的橋梁坍塌事件，已由偶發(fā)事件演變成常態(tài)事件，引起了各國(guó) 的高度重視?？焖?、方便的橋梁安全性檢查，對(duì)不斷惡化的橋梁發(fā)出前期預(yù)警顯得極為重要。橋梁的安全性檢查包括橋梁外觀破損檢查、橋梁結(jié)構(gòu)和材料檢測(cè)以及橋梁荷載 試驗(yàn)，而橋梁荷載試驗(yàn)又包括靜荷載試驗(yàn)和動(dòng)荷載試驗(yàn)。橋梁的正常運(yùn)營(yíng)是要能承受各種 大小移動(dòng)荷載的動(dòng)力沖擊，因此，橋梁的動(dòng)荷載試驗(yàn)才真正反映橋梁的健康狀況。移動(dòng)荷載對(duì)橋梁各部位的動(dòng)力沖擊是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。溫度、濕度、大地脈動(dòng) 等都會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)產(chǎn)生影響，但移動(dòng)荷載的質(zhì)量、移動(dòng)速度、頻率等對(duì)橋梁 結(jié)構(gòu)的動(dòng)力參數(shù)影響最大。所以，要想從振動(dòng)響應(yīng)的時(shí)程曲線中正確分析橋梁結(jié)構(gòu)的各種 動(dòng)力參數(shù)，移動(dòng)荷載在時(shí)程曲線中的位置變化是必不可少的。有許多辦法可以確定移動(dòng)荷載的位置，比如①通過(guò)激光儀(或攝像機(jī))與數(shù)據(jù)采 集儀的連接，確定移動(dòng)荷載在時(shí)程曲線中的入橋和出橋的時(shí)刻，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)荷載的定 位；②通過(guò)正確的橋梁跨中動(dòng)撓度曲線，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)荷載的正確定位，等等。但是，現(xiàn)有的方 法或者設(shè)備笨重、價(jià)格昂貴；或者動(dòng)撓度曲線難以精確刻畫造成定位的誤差較大，而且動(dòng)撓 度曲線的獲得也是非常困難的。本質(zhì)上，豎向速度響應(yīng)的積分為幅度響應(yīng)。由于實(shí)際采集信號(hào)不可避免存在大量 干擾，尤其是橋梁振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)屬于高噪聲、高干擾信號(hào)，這已是不爭(zhēng)的事實(shí)。直接在時(shí)域 上進(jìn)行積分，事實(shí)證明無(wú)法得到幅度響應(yīng)信息，更得不到動(dòng)撓度信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種豎向速度響應(yīng)中移動(dòng)荷載的定位方 法，無(wú)需額外增加采集設(shè)備，只是利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行快速計(jì)算即可。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，采用如下的技術(shù)方案
一種用于橋梁安全檢查的移動(dòng)荷載定位方法，包括以下步驟
(1)橋梁跨中放置豎向速度傳感器；
(2)移動(dòng)荷載通過(guò)橋梁時(shí)，傳感器記錄其跨中豎向加速度響應(yīng)時(shí)程信號(hào)；
(3)通過(guò)傅里葉變換將信號(hào)ζ⑴對(duì)應(yīng)到頻率域空間中，記為 F(X,oj)；
(4)選擇權(quán)函數(shù)孖(勸，對(duì)F(x， )進(jìn)行加權(quán)，記為HF(x, )
(5)對(duì)HF(x, )進(jìn)行傅里葉逆變換，將信號(hào)返回時(shí)域空間，記為F-1HF(XJ)；
3(6)信號(hào)中移動(dòng)荷載在跨中時(shí)刻的確定。
上述方案中，所述的傅里葉變換
權(quán)利要求
1.一種用于橋梁安全檢查的移動(dòng)荷載定位方法，其特征在于包括以下步驟(1)橋梁跨中放置豎向速度傳感器；(2)移動(dòng)荷載通過(guò)橋梁時(shí)，傳感器記錄其跨中豎向加速度響應(yīng)時(shí)程信號(hào)；(3)通過(guò)傅里葉變換將信號(hào)ζ⑴對(duì)應(yīng)到頻率域空間中，記為 ^(χ,ω)；(4)選擇權(quán)函數(shù),對(duì)F(x， )進(jìn)行加權(quán)，記為HF(x, )；(5)對(duì)進(jìn)行傅里葉逆變換，將信號(hào)返回時(shí)域空間，記為F—1HF(Xi)；(6)信號(hào)中移動(dòng)荷載在跨中時(shí)刻的確定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于所述的傅里葉變換
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于所述的權(quán)函數(shù)由傳感器參數(shù)所 提供的傳感器低頻損失曲線參數(shù)得到，權(quán)函數(shù)
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定位方法，其特征在于所述的下限截止頻率=0.01，所述 的上限截止頻率=1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于所述的加權(quán)
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于所述的傅里葉逆變換
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于所述的跨中時(shí)刻
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于橋梁安全檢查的移動(dòng)荷載定位方法，利用既有的跨中豎向速度響應(yīng)時(shí)程信號(hào)，確定移動(dòng)荷載在時(shí)程曲線中的位置。無(wú)需添置額外的專用設(shè)備，使橋梁檢測(cè)成本下降，橋梁動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)的分析更加簡(jiǎn)單、明了、快捷。通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁跨中豎向加速度響應(yīng)時(shí)程信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，將時(shí)間域上的信號(hào)對(duì)應(yīng)到頻率域空間，記為；選擇權(quán)函數(shù)，對(duì)進(jìn)行加權(quán)，記為；對(duì)施行傅里葉逆變換，將頻率域中的信號(hào)返回到時(shí)域空間，記為；通過(guò)確定信號(hào)中移動(dòng)荷載在跨中的時(shí)刻。本發(fā)明對(duì)橋梁承載能力測(cè)試設(shè)備的簡(jiǎn)化、降低測(cè)試費(fèi)用具有重要意義。
文檔編號(hào)G01B21/00GK102080955SQ20101057023
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者畢寧 申請(qǐng)人:中山大學(xué)