一种基于桥梁结构局部振动响应的索刚度分析办法制造技术

本发明专利技术涉及结构工程技术领域，尤其涉及一种基于桥梁结构局部振动响应的索刚度分析办法，包括:步骤S1、车辆通过单个斜拉索时检测该斜拉索的形变与荷载，中控模块根据形变加速度与测得的荷载计算该斜拉索的刚度；步骤S2、所述中控模块判定该斜拉索是否达到使用需求，并在判定该斜拉索未达到使用需求时确定该斜拉索未达到使用需求的原因；步骤S3、所述中控模块对该斜拉索是否达到使用需求进行二次判定，或，在判定本次检测结果无效时重新检测；步骤S4、根据单个所述斜拉索是否达到使用需求时向显示模块发送对应指令；步骤S5、重复所述步骤S1至所述步骤S4，本发明专利技术提高了对斜拉索刚度的控制精度，提高了车辆通过过程中的安全性。提高了车辆通过过程中的安全性。提高了车辆通过过程中的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于桥梁结构局部振动响应的索刚度分析办法


[0001]本专利技术涉及结构工程
，尤其涉及一种基于桥梁结构局部振动响应的索刚度分析办法。

技术介绍

[0002]悬索桥是以通过索塔悬挂并锚固于两岸的缆索作为上部结构主要承重构件的桥梁，刚度小，易产生振动，现有技术可以计算拉索在不同频阶下T
‑
fk2同时满足线性关系对应的统一抗弯刚度，但是对斜拉索的刚度的控制精度低。
[0003]中国专利申请号：CN201610464715.1公开了一种桥梁拉索抗弯刚度识别方法，该专利技术涉及结构工程
，具体涉及的是一种桥梁拉索抗弯刚度识别方法，该专利技术方法在2级或更多级拉力水平下张拉桥梁中每一种截面拉索中相对较长的一根拉索，在该索力水平下识别出n阶频率，此处n≥3；由索力和频率数据，拟合线性回顾系数，进而计算出各阶频率的名义抗弯刚度；将各阶名义抗弯刚度代入非线性回归模型，识别出抗弯刚度。本专利技术适用于任意边界条件的拉索抗弯刚度的识别，且识别精度高。高精度的抗弯刚度可以提高索力测量的精度，从而大大减少了抗弯刚度误差带来的索力测量误差。本专利技术提出了名义抗弯刚度的概念，反映了拉索在不同频阶下T
‑
fk2同时满足线性关系对应的统一抗弯刚度，满足工程中拉索索力测试的精度要求；由此可见，所述桥梁拉索抗弯刚度识别方法存在以下问题：对斜拉索的刚度控制精度低，车辆通过过程中的安全性低，对斜拉索的刚度分析效率低。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术提供一种基于桥梁结构局部振动响应的索刚度分析办法，用以克服现有技术中对斜拉索的刚度控制精度低，车辆通过过程中的安全性低，对斜拉索的刚度分析效率低的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种基于桥梁结构局部振动响应的索刚度分析办法，包括：
[0006]步骤S1、中控模块在车辆通过单个斜拉索时控制检测模块检测该斜拉索的形变并控制对应的应变仪检测车辆经过时斜拉索与桥面连接处的荷载，中控模块根据该斜拉索的形变计算斜拉索的形变加速度，并控制滤波器对加速度进行滤波处理，中控模块根据滤波后的加速度与测得的荷载计算该斜拉索的刚度；
[0007]步骤S2、所述中控模块根据测得的单个所述斜拉索的刚度判定该斜拉索是否达到使用需求，并在判定该斜拉索未达到使用需求时根据测得的该斜拉索的刚度确定该斜拉索未达到使用需求的原因，原因包括斜拉索与桥面的夹角不符合预设标准、所述滤波器对所述加速度的滤波处理未达到预设标准、车速过快以及荷载超重；
[0008]步骤S3、所述中控模块在完成对单个所述斜拉索未达到使用需求的原因的确定时根据确定的原因将求得的参数或判定基准调节至对应值并使用调节后的参数或判定基准
对该斜拉索是否达到使用需求进行二次判定，或，判定本次检测结果的有效性并在判定本次检测结果无效时重新检测；
[0009]步骤S4、所述中控模块在判定单个所述斜拉索达到使用需求时向显示模块发送合格指令，在二次判定该斜拉索未达到使用需求时向显示模块发送不合格指令，中控模块在完成针对该斜拉索的指令的输出时完成对该斜拉索的刚度分析；
[0010]步骤S5、重复所述步骤S1至所述步骤S4以完成对全部钢索的刚度分析。
[0011]进一步地，在所述步骤S2中，所述中控模块将求得的单个所述斜拉索的刚度与中控模块中预设的刚度需求进行比对以确定该斜拉索是否达到使用需求的判定方式，其中：
[0012]第一判定方式为所述中控模块判定所述斜拉索达到使用需求；所述第一判定方式满足所述刚度大于等于所述刚度需求；
[0013]第二判定方式为所述中控模块初步判定所述斜拉索未达到使用需求，中控模块根据求得的所述斜拉索的刚度与刚度需求的比值确定初步判定所述斜拉索未达到使用需求的原因；所述第二判定方式满足所述刚度小于所述刚度需求且刚度需求与刚度的差值小于等于所述中控模块中设置的预设刚度差值；
[0014]第三判定方式为所述中控模块判定所述斜拉索未达到使用需求并根据求得的该斜拉索的刚度确定判定斜拉索未达到使用需求的原因；所述第三判定方式满足所述刚度小于所述刚度需求且刚度需求与刚度的差值大于所述中控模块中设置的预设刚度差值。
[0015]进一步地，所述中控模块在所述第二判定方式下计算求得的所述斜拉索的刚度与所述规格刚度的比值，中控模块将该比值记为第一比值，并根据第一比值确定初步判定该斜拉索未达到使用需求的原因的初判原因，其中：
[0016]第一初判原因为所述中控模块将初步判定斜拉索未达到使用需求的原因确定为该斜拉索与桥面的夹角未达到预设要求，中控模块根据斜拉索与桥面的夹角对求得的所述刚度进行修正；所述第一初判原因满足所述第一比值大于等于预设第一比值；
[0017]第二初判原因为所述中控模块将初步判定斜拉索未达到使用需求的原因确定为所述滤波器针对所述检测模块采集的该斜拉索的加速度的滤波处理未达到预设标准，中控模块根据测得的所述形变加速度将所述滤波器的滤波频段的最大值调节对应值；所述第二初判原因满足所述第一比值小于预设第一比值。
[0018]进一步地，所述中控模块在所述第一初判原因下所述控制检测模块检测所述斜拉索与桥面的夹角，并根据该夹角确定针对求得的该斜拉索的刚度的修正方式，其中：
[0019]第一修正方式为所述中控模块选用第一修正系数α1对所述刚度C进行修正，设定修正后的刚度值C
’
＝α1
×
C；所述第一修正方式满足所述夹角小于所述中控模块设置的预设夹角区间中的最小夹角；
[0020]第二修正方式为所述中控模块选用第二修正系数α2对所述刚度C进行修正，设定修正后的刚度值C
’
＝α2
×
i；所述第二修正方式满足所述夹角大于所述中控模块设置的预设夹角区间中的最大夹角。
[0021]进一步地，所述中控模块在所述第二初判原因下根据测得的形变加速度以判定对所述滤波频段最大值的滤波调节方式，其中：
[0022]第一滤波调节方式为所述中控模块选用第一滤波调节系数β1对所述滤波频段的最大值P0进行调节，设定调节后的滤波频段的最大值P＝β1
×
P0；所述第一滤波调节方式满
足所述形变加速度大于等于预设形变加速度；
[0023]第二滤波调节方式为所述中控模块选用第二滤波调节系数β2对所述滤波频段的最大值P0进行调节，设定调节后的滤波频段的最大值P＝β2
×
P0；所述第二滤波调节方式满足所述形变加速度小于预设形变加速度。
[0024]进一步地，所述中控模块在所述第三判定方式下计算所述刚度的差值与所述预设刚度差值的比值，设定该比值为第二比值，并根据该比值判定该斜拉索未达到使用需求的原因的原因判定方式，其中：
[0025]第一原因判定方式为所述中控模块判定所述斜拉索的刚度不合格的原因为车速过快，并根据所述车辆的移动速度对预设刚度差值进行调节；所述第一原因判定方式满足所述第二比值大于等于预设第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于桥梁结构局部振动响应的索刚度分析办法，其特征在于，包括：步骤S1、中控模块在车辆通过单个斜拉索时控制检测模块检测该斜拉索的形变并控制对应的应变仪检测车辆经过时斜拉索与桥面连接处的荷载，中控模块根据该斜拉索的形变计算斜拉索的形变加速度，并控制滤波器对加速度进行滤波处理，中控模块根据滤波后的加速度与测得的荷载计算该斜拉索的刚度；步骤S2、所述中控模块根据测得的单个所述斜拉索的刚度判定该斜拉索是否达到使用需求，并在判定该斜拉索未达到使用需求时根据测得的该斜拉索的刚度确定该斜拉索未达到使用需求的原因，原因包括斜拉索与桥面的夹角不符合预设标准、所述滤波器对所述加速度的滤波处理未达到预设标准、车速过快以及荷载超重；步骤S3、所述中控模块在完成对单个所述斜拉索未达到使用需求的原因的确定时根据确定的原因将求得的参数或判定基准调节至对应值并使用调节后的参数或判定基准对该斜拉索是否达到使用需求进行二次判定，或，判定本次检测结果的有效性并在判定本次检测结果无效时重新检测；步骤S4、所述中控模块在判定单个所述斜拉索达到使用需求时向显示模块发送合格指令，在二次判定该斜拉索未达到使用需求时向显示模块发送不合格指令，中控模块在完成针对该斜拉索的指令的输出时完成对该斜拉索的刚度分析；步骤S5、重复所述步骤S1至所述步骤S4以完成对全部钢索的刚度分析。2.根据权利要求1所述的基于桥梁结构局部振动响应的索刚度分析办法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述中控模块将求得的单个所述斜拉索的刚度与中控模块中预设的刚度需求进行比对以确定该斜拉索是否达到使用需求的判定方式，其中：第一判定方式为所述中控模块判定所述斜拉索达到使用需求；所述第一判定方式满足所述刚度大于等于所述刚度需求；第二判定方式为所述中控模块初步判定所述斜拉索未达到使用需求，中控模块根据求得的所述斜拉索的刚度与刚度需求的比值确定初步判定所述斜拉索未达到使用需求的原因；所述第二判定方式满足所述刚度小于所述刚度需求且刚度需求与刚度的差值小于等于所述中控模块中设置的预设刚度差值；第三判定方式为所述中控模块判定所述斜拉索未达到使用需求并根据求得的该斜拉索的刚度确定判定斜拉索未达到使用需求的原因；所述第三判定方式满足所述刚度小于所述刚度需求且刚度需求与刚度的差值大于所述中控模块中设置的预设刚度差值。3.根据权利要求2所述的基于桥梁结构局部振动响应的索刚度分析办法，其特征在于，所述中控模块在所述第二判定方式下计算求得的所述斜拉索的刚度与所述规格刚度的比值，中控模块将该比值记为第一比值，并根据第一比值确定初步判定该斜拉索未达到使用需求的原因的初判原因，其中：第一初判原因为所述中控模块将初步判定斜拉索未达到使用需求的原因确定为该斜拉索与桥面的夹角未达到预设要求，中控模块根据斜拉索与桥面的夹角对求得的所述刚度进行修正；所述第一初判原因满足所述第一比值大于等于预设第一比值；第二初判原因为所述中控模块将初步判定斜拉索未达到使用需求的原因确定为所述滤波器针对所述检测模块采集的该斜拉索的加速度的滤波处理未达到预设标准，中控模块根据测得的所述形变加速度将所述滤波器的滤波频段的最大值调节对应值；所述第二初判
原因满足所述第一比值小于预设第一比值。4.根据权利要求3所述的基于桥梁结构局部振动响应的索刚度分析办法，其特征在于，所述中控模块在所述第一初判原因下所述控制检测模块检测所述斜拉索与桥面的夹角，并根据该夹角确定针对求得的该斜拉索的刚度的修正方式，其中：第一修正方式为所述中控模块选用第一修正系数α1对所述刚度C进行修正，设定修正后的刚度值C
’
＝α1
×
C；所述第一修正方式满足所述夹角小于所述中控模块设置的预设夹角区间中的最小夹角；第二修正方式为所述中控模块选用第二修正系数α2对所述刚度C进行修正，设定修正后的刚度值C
’
＝α2
×
i；所述第二修正方式满足所述夹角大于所述中控模块设置的预设夹角区间中的最大夹角。5.根据权利要求3所述的基于桥...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾有艺，王金昊，汪大勇，史宏科，杜家锐，樊继荣，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：