一种采用惯性法测试拱桥吊杆内力增量的测量方法技术

本发明专利技术提供一种采用惯性法测试拱桥吊杆内力增量的测量方法，该测量方法包括如下步骤：(1)选定需要测试内力增量的吊杆，在待测试的吊杆下缘安装加速度传感装置或速度传感装置；(2)设置合适的采样频率，并开始信号采集；(3)利用公式处理步骤(2)采集的信息数据；(4)记录信息数据处理结果，得出吊杆内力增量。本发明专利技术通过采集吊杆下缘加速度或速度信号，并通过该信号进行简单计算即可得到吊杆内力增量，具有操作简便、可复制性高以及测试费用低的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种采用惯性法测试拱桥吊杆内力增量的测量方法
本专利技术涉及工程测试
，特别涉及一种采用惯性法测试拱桥吊杆内力增量的测量方法。
技术介绍
吊杆是拱桥十分重要的传力构件，其安全与否直接关系到吊杆拱桥的正常运营。然而，由于吊杆所处的环境十分恶劣，尤其受到汽车、风等随机波动荷载的影响，导致吊杆十分容易损伤。因此，对吊杆内力进行实时监测就显得十分必要和迫切。当前，针对吊杆内力的测试方法主要是采用频率法、磁通量法、压力环法。其中，频率法和磁通量法由于测试误差较大，根本无法测量出由于车辆和风荷载所引起的吊杆内力增量。压力环法虽然识别精度高，能够较为精确的测试出内力增量，但是其在桥梁建设时就需要将压力环安装上，同时压力环传感器十分的昂贵，使得这种方法不能满足于既有桥梁。鉴于以上行业中存在的问题，迫切需要提出一种测试简便、测试精度高、测试费用低的桥梁吊杆内力增量测量方法。
技术实现思路
鉴于上述内容，有必要提供一种采用惯性法测试拱桥吊杆内力增量的测量方法，以便于测量既有桥梁吊杆的内力增量，且测试简便，精度高。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种采用惯性法测试拱桥吊杆内力增量的测量方法，包括如下步骤：(1)选定需要测试内力增量的吊杆，在待测试的吊杆下缘安装加速度传感装置或速度传感装置；(2)设置合适的采样频率，并开始信号采集；(3)利用下式处理步骤(2)采集的信息数据；其中，当采用加速度传感装置采集数据时，利用下式处理数据：式中，△F为吊杆内力增量，L为吊杆长度，E为吊杆弹性模量，A为吊杆横截面积，a为吊杆下缘加速度，t为时间；当采用速度传感装置采集数据时，利用下式处理数据：式中，v为吊杆下缘任意时刻的速度；(4)记录信息数据处理结果，得出吊杆内力增量。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术提供了一种采用惯性法测试拱桥吊杆内力增量的测量方法，该测量方法通过采集吊杆下缘加速度或速度信号，并通过所采集的信号进行简单计算即可得到吊杆内力增量，具有操作简便、可复制性高以及测试费用低的优点，且适用性广泛、测试结果精度高；(2)本专利技术提供了一种采用惯性法测试拱桥吊杆内力增量的测量方法，将该测量方法与传统的测试方法结合，可以很容易得到不同时刻吊杆内力值，即得到吊杆随机荷载谱，通过该随机荷载谱就可以实现对吊杆的进一步研究，具有很好的应用前景。【具体实施方式】下面的实施例可以帮助本领域的技术人员更全面的理解本专利技术，但不可以以任何方式限制本专利技术。一种采用惯性法测试拱桥吊杆内力增量的测量方法，包括如下步骤：(1)选定需要测试内力增量的吊杆，在待测试的吊杆下缘安装加速度传感装置或速度传感装置；(2)设置合适的采样频率，并开始信号采集；(3)利用下式处理步骤(2)采集的信息数据；其中，当采用加速度传感装置采集数据时，利用下式处理数据：式中，△F为吊杆内力增量，L为吊杆长度，E为吊杆弹性模量，A为吊杆横截面积，a为吊杆下缘加速度，t为时间；当采用速度传感装置采集数据时，利用下式处理数据：式中，v为吊杆下缘任意时刻的速度；(4)记录信息数据处理结果，得出吊杆内力增量。以采用加速度传感装置为例，本专利技术所提供的上述测量方法，其技术方案是通过在拱桥吊杆下端固定加速度传感装置，利用加速度传感装置实时收集吊杆杆端的加速度；进而利用加速度、位移之间积分关系，运用积分公式将加速度传感装置收集的吊桥杆端加速度换算成吊桥杆端位移；然后，利用位移、变形、内力之间力学关系，运用力学公式，将吊杆杆端位移换算成吊杆内力，即可得到吊杆内力增量。步骤(3)中所涉及的公式的推导过程如下：当桥面承受动荷载时，吊杆由于受到荷载的作用会不断的变形。由于拱肋的刚度大，变形往往十分小，基本可以忽略不计，使得吊杆的变形主要集中于下缘。而在吊杆下缘设置加速度传感装置，可实时收集吊杆下缘加速度a，令吊杆下缘的位移为△L，则有如下关系成立：式中，t为时间。当杆件发生轴向变形时，沿轴线方向的应变ε和横截面上的应力σ分别为：σ＝Eε(4)式中，L为吊杆长度，△F为吊杆内力增量，A为吊杆横截面积，E为吊杆弹性模量。将式(2)和(3)带入式(4)可得到△L与△F关系：将式(5)带入式(1)可得到任意时刻的吊杆内力增量△F：即，式(6)即为采用速度传感装置采集数据时步骤(2)中处理数据所利用的公式。另外的，同理，在吊杆下缘设置速度传感装置时，利用的是速度传感装置测试得到吊杆下缘任意时刻的速度v，同上述推导相同，则得到采用速度传感装置采集数据时步骤(2)中处理数据所利用的公式，该公式为公式(7)：基于上述可知，本专利技术所提供的测量方法可以精确获得拱桥吊杆内力增量，且该方法测试简便、测试精度高、测试费用低，便于操作，可行性高。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本专利技术作了详尽的描述，但在本专利技术基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本专利技术精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本专利技术要求保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用惯性法测试拱桥吊杆内力增量的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)选定需要测试内力增量的吊杆，在待测试的吊杆下缘安装加速度传感装置或速度传感装置；/n(2)设置合适的采样频率，并开始信号采集；/n(3)利用下式处理步骤(2)采集的信息数据；/n其中，当采用加速度传感装置采集数据时，利用下式处理数据：/n

【技术特征摘要】
1.一种采用惯性法测试拱桥吊杆内力增量的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)选定需要测试内力增量的吊杆，在待测试的吊杆下缘安装加速度传感装置或速度传感装置；
(2)设置合适的采样频率，并开始信号采集；
(3)利用下式处理步骤(2)采集的信息数据；
其中，当采用加速度传感装置采集数据时，利用下...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华，卓小丽，施培华，于孟生，廖辉，王龙林，黄凯楠，彭曦，朱思蓉，玉开柱，
申请(专利权)人：广西交科集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45