【技术实现步骤摘要】
基于地脉动测量的桥墩冲刷监测系统及监测方法
本专利技术涉及一种桥梁安全监测领域,特别涉及一种基于地脉动测量的桥墩冲刷监测系统及监测方法。
技术介绍
随着水文现象的变化,桥梁冲刷对桥梁的破坏呈现突发性和偶然性,极易造成危及生命财产的破坏,桥梁服役期间的冲刷分析需要依靠测试手段。传统的桥梁冲刷深度测量主要依靠人工检测,但水上作业严重威胁着检测人员的生命安全,且测量的准确性通常依赖检测人员的操作经验。近二十年以来,桥梁冲刷监测逐渐受到国内外研究人员和学者的重视,目前正在使用和逐渐发展的冲刷监测方法大致有声呐、雷达、超声波等检测方法,及电磁波时域反射(TimeDomainReflectometry,TDR)、光纤光栅等在线监测方法。声呐、雷达可确定泥沙淤积和冲刷的深度,探测装置较易安装,一般用于洪水过后的冲刷检查,但声呐和雷达的信号质量非常容易受泥沙颗粒或者水草等物的影响,在洪水期间,水流中含有大量泥沙和其他悬浊物时,监测的信号严重衰减,测量准确性大大降低,对于超声波存在同样的缺点;另一方面,因声呐和雷达信号的测试、编译非常复杂,需要熟练的专业操作人员。TDR应用于桥梁冲刷监测时,通过冲刷导致相应部位的电缆变形甚至破坏,从而感知冲刷,但容易造成信号失真,影响测量结果,另外,将光纤光栅与特定的悬臂梁或其他杆件组合,布置在桥墩附近的河床,光纤光栅虽然直接或者间接地感知泥沙冲刷引起的土压力变化,但这种方法难以在恶劣服役环境下操作,并在定量方面存在困难。水下浮标和磁性定位环等作为一种冲刷监测技术,由于其监测到相应位置的冲刷后即告失效,缺乏一个长期有效、主动的服役周期。针对 ...
【技术保护点】
一种基于地脉动测量的桥墩冲刷监测系统,其特征在于:包括:固定式地脉动仪探头(5),安装在桥墩(1)顶端;导轨(3),竖向安装在桥墩(1)的迎水面上且具有位于水面以下的部分;移动式地脉动仪探头(6),沿导轨(3)上下移动;地脉动仪主机(11),接收固定式地脉动仪探头(5)和移动式地脉动仪探头(6)检测到的地脉动信息;数据处理系统(13),该地脉动信息处理成桥墩冲刷深度并对桥墩冲刷预警。
【技术特征摘要】
1.一种基于地脉动测量的桥墩冲刷监测系统,其特征在于:包括:固定式地脉动仪探头(5),安装在桥墩(1)顶端;导轨(3),竖向安装在桥墩(1)的迎水面上且具有位于水面以下的部分;移动式地脉动仪探头(6),沿导轨(3)上下移动;地脉动仪主机(11),接收固定式地脉动仪探头(5)和移动式地脉动仪探头(6)检测到的地脉动信息;数据处理系统(13),该地脉动信息处理成桥墩冲刷深度并对桥墩冲刷预警。2.根据权利要求1所述的基于地脉动测量的桥墩冲刷监测系统,其特征在于:所述固定式地脉动仪探头(5)和移动式地脉动仪探头(6)均设有有源射频识别标签(9),所述地脉动仪主机(11)连接有与有源射频识别标签(9)相应的射频识别阅读器(10)。3.根据权利要求2所述的基于地脉动测量的桥墩冲刷监测系统,其特征在于:所述固定式地脉动仪探头(5)和移动式地脉动仪探头(6)均设有震动式充电电池(7)。4.根据权利要求3所述的基于地脉动测量的桥墩冲刷监测系统,其特征在于:还包括无线通讯模块(12),将地脉动仪主机(11)的地脉动信息无线传输给数据处理系统(13)。5.根据权利要求1所述的基于地脉动测量的桥墩冲刷监测方法,其特征在于:包括如下步骤:S1)固定式地脉动仪探头所在桥墩(1)顶端,设为第0测点,测量桥墩顶端在车辆荷载、轮船撞击和水流冲击作用下的地脉动信息Ft0(ωi)和响应幅值谱在ωi处的幅值G0(ωi),其中ωi为桥墩结构体系的第i阶固有频率;S2)将整个桥墩沿高度分为n段,分别设n个测点,通过移动式地脉动测试仪探头在导轨上移动测量桥墩沿高度方向的第j测点(j=1,…,n)的地脉动信息Ftj(ωi)和响应幅值谱在ωi处的幅值Gj(ωi);S3)计算频响函数向量:
【专利技术属性】
技术研发人员:江胜华,吕高,江文华,李伟清,汪时机,
申请(专利权)人:西南大学,
类型:发明
国别省市:重庆;85
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