一种基于毫米波雷达测试桥梁动挠度自振频率的方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种基于毫米波雷达测试桥梁动挠度自振频率的方法，其包括：确定要分析的目标桥梁对应的目标振动阶次；确定对所述目标桥梁进行动载测试的目标激励方式；根据目标激励方式并结合毫米波雷达对目标桥梁进行动载测试，得到目标动挠度时程曲线；将目标动挠度时程曲线进行带通滤波处理，得到仅包含单一波形的目标振动时程曲线；将目标振动时程曲线作为提取目标桥梁自振频率的目标基准曲线；在目标基准曲线中获取若干个周期的波形，并根据若干个周期的波形得到目标桥梁在目标振动阶次范围的目标自振频率。本发明专利技术可使用毫米波雷达测试桥梁动挠度，并结合桥梁的结构理论分析提取桥梁的自振频率。理论分析提取桥梁的自振频率。理论分析提取桥梁的自振频率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于毫米波雷达测试桥梁动挠度自振频率的方法


[0001]本专利技术涉及桥梁动力性能测试的
，尤其涉及一种基于毫米波雷达测试桥梁动挠度自振频率的方法。

技术介绍

[0002]目前，我国关于公路桥梁动力性能评定的主要参数包括振型、阻尼比和自振频率。但振型和阻尼比参数在现行规范中的评定标准不明确，而自振频率反映的桥梁动刚度是桥梁动力性能评价的关键参数。人行天桥对于桥梁自振频率有明确的要求，因此人行天桥的自振频率也是要求测试的关键参数。传统的桥梁结构自振频率的测试常采用脉动试验来进行，即利用加速度和速度传感器进行动力测试，通过模态分析对桥梁自振频率进行测试。在现有技术中，使用毫米波雷达测试桥梁动挠度的方法具有非接触、全天候、多目标和高精度等特点，在桥梁动态测试中可以利用其时程曲线进行自振频率的提取。然而，目前还未见有完整的结合桥梁结构理论分析提取桥梁动挠度自振频率的方法。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述问题，提出一种基于毫米波雷达测试桥梁动挠度自振频率的方法，以解决现有技术的以下问题：传统的桥梁结构自振频率的测试需要采用脉动试验来进行，即利用加速度和速度传感器进行动力测试，通过模态分析对桥梁自振频率进行测试，而目前还未见有完整的结合桥梁结构理论分析提取桥梁动挠度自振频率的方法。
[0004]本专利技术实施例的技术方案为：一种基于毫米波雷达测试桥梁动挠度自振频率的方法，其包括以下步骤：步骤一，确定要分析的目标桥梁对应的目标振动阶次；步骤二，根据所述目标桥梁对应的结构型式和所述目标振动阶次，确定对所述目标桥梁进行动载测试的目标激励方式；步骤三，根据所述目标激励方式并结合毫米波雷达对所述目标桥梁进行动载测试，得到所述目标桥梁对应的目标动挠度时程曲线；步骤四，基于所述目标振动阶次，使用带通滤波器将所述目标动挠度时程曲线进行带通滤波处理，得到仅包含单一波形的目标振动时程曲线；步骤五，若所述目标振动时程曲线的单一波形为所述目标振动阶次对应的振动波形，则将所述目标振动时程曲线作为提取所述目标桥梁在所述目标振动阶次下的自振频率的目标基准曲线；步骤六，在所述目标基准曲线中获取若干个周期的波形，并根据所述若干个周期的波形得到所述目标桥梁在所述目标振动阶次范围的目标自振频率。
[0005]优选地，在所述步骤五中，若所述目标振动时程曲线的单一波形与所述目标振动阶次对应的波形不相同，则按照所述步骤二的方法重新确定所述目标桥梁的激励方式，并按照所述步骤三的方法重新结合毫米波雷达对所述目标桥梁进行动态工况测试，得到所述目标桥梁对应的另一条目标动挠度时程曲线。
[0006]优选地，所述确定要分析的目标桥梁对应的目标振动阶次，包括：获取所述目标桥梁对应的目标结构型式和施工模态，并根据目前国家的公路桥梁现行规范，确定要分析的
所述目标桥梁对应的所述目标振动阶次。
[0007]优选地，所述根据所述目标桥梁对应的结构型式和所述目标振动阶次，确定对所述目标桥梁进行动载测试的目标激励方式，包括：根据所述目标桥梁对应的结构型式，确定若干种适合所述目标桥梁的激励方式；从若干种适合所述目标桥梁的激励方式中选择出能够激起所述目标振动阶次的至少一种激励方式，并将其作为对所述目标桥梁进行动载测试的所述目标激励方式；其中，不同的激励方式对不同结构型式的桥梁所激起的振动阶次不同。
[0008]优选地，所述根据所述目标激励方式并结合毫米波雷达对所述目标桥梁进行动载测试，得到所述目标桥梁对应的目标动挠度时程曲线，包括：根据所述目标桥梁的现场条件，在所述目标桥梁的测试截面上布设角反射器，或在所述目标桥梁上采用无线分布式毫米波雷达测试系统；根据所述目标激励方式，通过毫米波雷达对所述目标桥梁对应的动挠度进行动载测试，得到所述目标桥梁对应的所述目标动挠度时程曲线。
[0009]优选地，毫米波雷达的采样频率不低于所述目标振动阶次对应的分析频率的10倍。
[0010]优选地，所述基于所述目标振动阶次，使用带通滤波器将所述目标动挠度时程曲线进行带通滤波处理，得到仅包含单一波形的目标振动时程曲线，包括：获取所述目标桥梁在所述目标振动阶次下对应的目标自振频率；根据所述目标自振频率，将所述带通滤波器的分析频率带宽设置为目标分析频率带宽，其中所述目标分析频率带宽包括所述目标自振频率在内；使用分析频率带宽设置为所述目标分析频率带宽的所述带通滤波器将所述目标动挠度时程曲线进行带通滤波处理，得到仅包含单一波形的所述目标振动时程曲线。
[0011]优选地，所述在所述目标基准曲线中获取若干个周期的波形，包括：通过所述目标基准曲线中的关键特征点选取若干个完整的波形，所述关键特征点包括零点、波峰点和波谷点；根据所述若干个完整的波形，得到在所述目标基准曲线中的若干个周期的波形。
[0012]优选地，所述根据所述若干个周期的波形得到所述目标桥梁在所述目标振动阶次范围的目标自振频率，包括：计算出所述若干个周期的波形对应的起点和终点的目标时间差，并将所述目标时间差除以所述若干个周期对应的周期个数，得到所述目标桥梁在所述目标振动阶次范围的目标振动周期；根据所述目标振动周期，得到所述目标桥梁在所述目标振动阶次范围的所述目标自振频率。
[0013]优选地，所述根据所述目标振动周期，得到所述目标桥梁在所述目标振动阶次范围的所述目标自振频率，包括：将所述目标振动周期求倒数，得到所述目标桥梁在所述目标振动阶次范围的所述目标自振频率。
[0014]采用本专利技术实施例，具有如下有益效果：本专利技术首先确定要分析的目标桥梁对应的目标振动阶次，然后根据所述目标桥梁对应的结构型式和所述目标振动阶次，确定对所述目标桥梁进行动载测试的目标激励方式，其次根据所述目标激励方式并结合毫米波雷达对所述目标桥梁进行动载测试，得到所述目标桥梁对应的目标动挠度时程曲线，其次基于所述目标振动阶次，使用带通滤波器将所述目标动挠度时程曲线进行带通滤波处理，得到仅包含单一波形的目标振动时程曲线，若所述目标振动时程曲线的单一波形为所述目标振动阶次对应的振动波形，则将所述目标振动时程曲线作为提取所述目标桥梁在所述目标振动阶次下的自振频率的目标基准曲线，
最后在所述目标基准曲线中获取若干个周期的波形，并根据所述若干个周期的波形得到所述目标桥梁在所述目标振动阶次范围的目标自振频率。本专利技术可使用毫米波雷达测试桥梁动挠度，并结合桥梁的结构理论分析提取桥梁动挠度的自振频率，具有非接触、全天候、多目标和高精度等优点。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]其中：图1为一个实施例中基于毫米波雷达测试桥梁动挠度自振频率的方法一实施方式的实施流程图；图2为一个实施例中基于毫米波雷达的动挠度测试曲线示意图；图3为一个实施例中跑车本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于毫米波雷达测试桥梁动挠度自振频率的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，确定要分析的目标桥梁对应的目标振动阶次；步骤二，根据所述目标桥梁对应的结构型式和所述目标振动阶次，确定对所述目标桥梁进行动载测试的目标激励方式；步骤三，根据所述目标激励方式并结合毫米波雷达对所述目标桥梁进行动载测试，得到所述目标桥梁对应的目标动挠度时程曲线；步骤四，基于所述目标振动阶次，使用带通滤波器将所述目标动挠度时程曲线进行带通滤波处理，得到仅包含单一波形的目标振动时程曲线；步骤五，若所述目标振动时程曲线的单一波形为所述目标振动阶次对应的振动波形，则将所述目标振动时程曲线作为提取所述目标桥梁在所述目标振动阶次下的自振频率的目标基准曲线；步骤六，在所述目标基准曲线中获取若干个周期的波形，并根据所述若干个周期的波形得到所述目标桥梁在所述目标振动阶次范围的目标自振频率。2.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达测试桥梁动挠度自振频率的方法，其特征在于，在所述步骤五中，若所述目标振动时程曲线的单一波形与所述目标振动阶次对应的波形不相同，则按照所述步骤二的方法重新确定所述目标桥梁的激励方式，并按照所述步骤三的方法重新结合毫米波雷达对所述目标桥梁进行动态工况测试，得到所述目标桥梁对应的另一条目标动挠度时程曲线。3.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达测试桥梁动挠度自振频率的方法，其特征在于，所述确定要分析的目标桥梁对应的目标振动阶次，包括：获取所述目标桥梁对应的目标结构型式和施工模态，并根据目前国家的公路桥梁现行规范，确定要分析的所述目标桥梁对应的所述目标振动阶次。4.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达测试桥梁动挠度自振频率的方法，其特征在于，所述根据所述目标桥梁对应的结构型式和所述目标振动阶次，确定对所述目标桥梁进行动载测试的目标激励方式，包括：根据所述目标桥梁对应的结构型式，确定若干种适合所述目标桥梁的激励方式；从若干种适合所述目标桥梁的激励方式中选择出能够激起所述目标振动阶次的至少一种激励方式，并将其作为对所述目标桥梁进行动载测试的所述目标激励方式；其中，不同的激励方式对不同结构型式的桥梁所激起的振动阶次不同。5.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达测试桥梁动挠度自振频率的方法，其特征在于，所述根据所述目标激励方式并结合毫米波雷达对所述目标桥梁进行动载测...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱尚清，孙文丽，李金鹿，刘旎，韩巍，侯林洁，高世龙，王新剑，
申请(专利权)人：北京市政路桥管理养护集团有限公司，
类型：发明
国别省市：