一种提高基于倾角仪的桥梁挠度测试精度的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高基于倾角仪的桥梁挠度测试精度的方法，主要通过温度误差补偿、带通滤波提高信噪比、改进基于倾角值的挠度计算方法等三个方面来提高桥梁挠度测试精度。包括如下步骤：a.针对待使用倾角仪一一进行温度标定，b.获取桥梁上多个指定位置对应的倾角值，c.采用事先标定的各个倾角仪温度误差补偿公式对获取的倾角值进行温度漂移误差修正，d.采用带通滤波算法对倾角值进行预处理，排除噪声影响，e.采用改进后的基于保形的样条函数拟合法计算桥梁挠度。该方法一方面对倾角仪测点布置无任何限制，另一方面大大提高了原有测试方法的计算精度，实现桥梁动态挠度实时监测。

【技术实现步骤摘要】
一种提高基于倾角仪的桥梁挠度测试精度的方法
本专利技术涉及一种提高基于倾角仪的桥梁挠度测试精度的方法，属于桥梁结构挠度监测领域。
技术介绍
桥梁的挠度变形是桥梁整体变形和承受荷载能力的直观反应。因此，可通过长期观测桥梁的竖向挠度变化情况来评估桥梁整体变形和承受荷载能力的变化情况。目前，国内外比较成熟的检测方法主要有：电子千分表、GPS、连通管液位式、基于光学的挠度测量。对于跨江大桥等特大型工程，大多采用了基于GPS的挠度监测方案；而由于精度或可靠度的原因，这几种方法均难以应用在50m～200m跨径桥梁中。目前，众多土木工程学者开发了基于转角的桥梁挠度测量法，其原理是通过倾角仪测量桥上多个控制点的竖向转角值，然后基于一定的数学模型由倾角值计算出挠度值。目前基于倾角仪的挠度计算方法从其原理上主要分为三大类：最小二乘法、三次样条插值法、积分法，其中最小二乘法精度相对偏低，三次样条插值法对于测点设置有较多要求，积分法求得的位移函数在曲率上不连续。另外，基于倾角仪的挠度监测技术大多停留下验证性试验或静态试验过程，如专利号为201610260622.7仅提供了一种桥梁挠度计算方法，未考虑到实际工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高基于倾角仪的桥梁挠度测试精度的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，针对待使用倾角仪一一进行温度标定，确定各个倾角仪温度误差补偿公式；步骤2，.获取桥梁上多个指定位置对应的倾角值；步骤3，采用步骤1中确定的各个倾角仪温度误差补偿公式对步骤2中获取的倾角值进行温度漂移误差修正；步骤4，采用带通滤波算法对步骤3中修订过的倾角值进行预处理，排除噪声影响；步骤5，采用基于保形的样条函数拟合法计算桥梁动态挠度。

【技术特征摘要】
1.一种提高基于倾角仪的桥梁挠度测试精度的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，针对待使用倾角仪一一进行温度标定，确定各个倾角仪温度误差补偿公式；步骤2，.获取桥梁上多个指定位置对应的倾角值；步骤3，采用步骤1中确定的各个倾角仪温度误差补偿公式对步骤2中获取的倾角值进行温度漂移误差修正；步骤4，采用带通滤波算法对步骤3中修订过的倾角值进行预处理，排除噪声影响；步骤5，采用基于保形的样条函数拟合法计算桥梁动态挠度。2.根据权利要求1所述的一种提高基于倾角仪的桥梁挠度测试精度的方法，其特征在于，所述步骤1中针对待使用倾角仪一一进行温度标定，确定各个倾角仪温度误差补偿公式的具体步骤为：步骤1a，确定温度标定范围为-10～50℃，对该温度标定范围做6等分，则步长为10℃，温度等分点为-10、0、10、20、30、40、50℃；步骤1b，使用温度标定仪器测量倾角仪在步骤1a所述各个温度等分点下的实测值与标定角度之间的误差；步骤1c，使用分段线性函数拟合误差与温度之间的关系，即可获得温度误差补偿公式：Δ＝aT+b式中，Δ为倾角仪实测值与标定角度之间的误差，所述T为温度，所述a、b为常数，其取值为基于最小二乘法确定的最优解。3.根据权利要求2所述的一种提高基于倾角仪的桥梁挠度测试精度的方法，其特征在于，所述步骤2中桥梁上的指定位置为梁跨k-1等分点位置，且k≥6。4.根据权利要求3所述的一种提高基于倾角仪的桥梁挠度测试精度的方法，其特征在于，所述步骤3中经过温度漂移误差修正后的倾角值θ温度修正计算公式为：θ温度修正＝θ实测-Δ式中，θ实测为倾角仪实测值，Δ为倾角仪实测值与标定角度之间的误差。5.根据权利要求4所述的一种提高基于倾角仪的桥梁挠度测试精度的方法，其特征在于，所述步骤4中采用带通滤波算法对倾角值进行预处理、排除噪声影响的具体步骤为：步骤4a，对所测桥梁进行无障碍行车试验，车速分别为10km/h、40km/h及80km/h；步骤4b，无障碍行车试验过程中，利用倾角仪采集系统对其进行数据采集，采样频率为50Hz；步骤4c，采用带通滤波算法对高频信号进行处理，滤波频率取值...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘龑，王文剑，李波，章世祥，
申请(专利权)人：中设设计集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32