【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于桥梁健康监测检测，具体涉及一种基于两移动车辆响应的曲线桥竖向和径向阻尼比识别方法。
技术介绍
1、桥梁对促进区域联通、发展具有重要作用。在服役期间，桥梁不可避免地会受到车辆荷载、材料老化、环境侵蚀等因素的影响，导致其结构性能逐渐衰退，甚至可能出现灾难性的倒塌破坏。截至2022年底，我国已有公路桥梁103.32万座，位列全球第一。作为桥梁大国，为了保障我国众多桥梁的运营安全，急需发展一种经济、高效的桥梁健康检测技术。
2、目前，基于桥梁振动的方法受到了广泛关注。传统的健康监测方法通常需要在桥梁上安装大量的振动传感器设备，以持续采集桥梁的振动响应。然而，这种方法的安装和维护成本较高，通常只适用于大跨度、特大跨度以及特殊结构的桥梁健康监测。对于我国数量占90％以上的中小跨度桥梁而言，采用传统方法将导致高昂的检测成本。因此，需要研究更为经济高效的桥梁健康监测技术。
3、最接近现有技术：
4、当车辆经过桥梁时，桥梁会产生振动，这种振动会通过车轮传递到移动车辆上，因此，移动车辆的响应中也包含了桥梁的振动成分。利用这一特性，我们可以在移动车辆上安装传感器，通过车体数据来间接识别桥梁的模态参数和损伤情况。这种基于移动车辆响应来获取桥梁振动数据的桥梁健康检测方法，因其机动性、经济性、通用性好等特点，受到了广泛关注。
5、目前的研究主要集中在直线型桥梁上，而在地理环境复杂和土地局限的地区，曲线桥因具有空间利用率高、地形约束小等优点被广泛采用。曲线桥空间受力复杂，对曲线桥梁的模态参数识别研
技术实现思路
1、中国专利技术专利申请“基于移动车辆响应的曲线桥竖向和径向模态参数识别方法”(申请号为cn202310076351x)，初步提出利用过桥移动车辆识别桥梁频率这类模态参数。在本领域桥梁阻尼比为另一重要的模态参数，且较难提取，亦是评估桥梁健康状态的重要指标之一。本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于两移动车辆响应的曲线桥梁竖向和径向阻尼比识别方法，该专利技术应用方法构思所体现出的智慧和策略为：
2、(1)设计为前后两个移动检测车，并在车辆上安装竖向和径向响应加速度传感器，用于采集车体竖向、径向加速度响应。由于车桥耦合作用，从车辆采集到的加速度响应包含了桥梁模态参数成分。
3、(2)基于采集到的车体竖向和侧向响应，利用车-曲线桥接触响应算法消除车体频率干扰，实现桥梁竖向和径向模态参数的高效识别。
4、(3)利用相继驶过桥梁的前后两车空间位置相关性，创造性建立了曲线桥竖向和径向阻尼比识别公式，并结合带通滤波技术和希尔伯特变换技术识别桥梁阻尼比，从而桥梁阻尼比作为桥梁模态参数可应用于桥梁健康状态评估。
5、技术方案：
6、一种基于两移动车辆响应的曲线桥梁竖向和径向阻尼比识别方法，为一种应用方法，其过程为：
7、数据采集阶段:
8、步骤1(传感器安装)：将竖向加速度传感器sv和侧向加速度传感器sl分别安装于两辆测量车的车轴中心。
9、步骤2(振动数据采集)：根据车桥耦合原理，测量车行驶过曲线桥梁时，测量车运动使得桥梁在竖向和径向产生振动，随后桥梁的竖向和径向振动响应会传递给测量车车体m，从而使车体产生竖向和侧向振动。因此，加速度传感器sv、sl可以采集到车体竖向振动响应和侧向振动响应
10、信号净化阶段：
11、步骤3(消除车频干扰)：利用车-曲线桥接触响应算法消除车体竖向频率ωvd和车体侧向频率ωrd的干扰，计算车-曲线桥接触响应，从而增加桥梁模态参数识别可见性。所述数据处理阶段参见中国专利技术专利申请“基于移动车辆响应的曲线桥竖向和径向模态参数识别方法”(申请号为cn202310076351x)，此步骤仅作为本专利技术技术铺垫。
12、曲线桥阻尼比识别阶段：
13、步骤4(提取桥梁模态响应分量)：利用带通滤波处理步骤3得到的车-曲线桥接触响应，以分离曲线桥竖向和径向的各阶响应分量。
14、步骤5(提取桥梁模态瞬时幅值)：利用希尔伯特变换技术处理曲线桥竖向和径向各阶响应分量得到曲线桥竖向和径向各阶响应分量的瞬时幅值；
15、步骤6(构建阻尼比识别公式)：两辆测量车相继驶过桥梁，通过步骤2-5获得曲线桥竖向和径向各阶响应分量的瞬时幅值，前后两车距离为d，利用此空间位置相关性，可构造如下阻尼比ξb识别公式，
16、
17、上式中，hc1(t)为利用希尔伯特变换得到的前移动车辆所获取得到的桥梁第n阶频率瞬时响应幅值，hc2(t+td)为利用希尔伯特变换得到的后移动车辆所获取得到的桥梁第n阶频率瞬时响应幅值，td为d/v，ωb,n为第n阶桥梁频率。式中，ln[hc1(t)]为t时刻响应hc1(t)的对数变换，ln[hc2(t+td)]为(t+td)时刻响应hc2(t+td)的对数变换。本方法利用连续两车抵达曲线桥梁同一位置处时，车体采集得到的竖向和径向振动响应的衰减性，识别曲线桥桥梁阻尼比。
18、步骤7(阻尼比识别结果拟合)：利用式(1)计算得到的曲线桥阻尼比ξb结果为离散数据，具有不稳定性。提出利用零斜率的最小绝对残差法拟合阻尼比识别结果，最终得到桥梁阻尼比。
19、基于上述算法设计，进一步给出监测应用平台：
20、一种桥梁监测移动平台，其特征在于，包括前后两个移动检测车，两者前后间距固定；两检测车安装数据采集设备，且任一检测车上设置数据处理设备；
21、所述数据采集设备包括竖向加速度传感器sv和侧向加速度传感器sl，竖向加速度传感器sv和侧向加速度传感器sl分别安装于两辆测量车的车轴中心；
22、所述数据采集设备将采集的数据传输提供给数据处理设备；
23、所述数据处理设备包括存储模块、数据预处理模块、曲线桥梁阻尼比识别模块、显示输出模块，其中：
24、所述存储模块接收和存储由数据采集设备提供的待测桥梁的全程完整数据，数据预处理模块将采集的数据进行必要的去噪、信号净化、增强、数值化处理，曲线桥梁阻尼比识别模块处理预处理后的采集数据，计算得到阻尼比识别结果，并通过显示输出模块输出识别结果，同时把识别结果存储于存储模块中。
25、所述移动检测车：根据车桥耦合原理，测量车行驶过曲线桥梁时，测量车运动使得桥梁在竖向和径向产生振动，随后桥梁的竖向和径向振动响应会传递给测量车车体m，从而使车体产生竖向和侧向振动；因此，加速度传感器sv、sl可以采集到车体竖向振动响应和侧向振动响应
26、所述预处理模块中的信号净化：利用车-曲线桥接触响应算法本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于两移动车辆响应的曲线桥梁竖向和径向阻尼比识别方法，其特征在于，设置前后两个车辆，作为移动的检测车；
2.如权利要求1所述一种基于两移动车辆响应的曲线桥梁竖向和径向阻尼比识别方法，其特征在于，步骤4中，带通滤波中心频率为第n阶曲线桥频率ωbv,n，频率滤波带宽为
【技术特征摘要】
1.一种基于两移动车辆响应的曲线桥梁竖向和径向阻尼比识别方法，其特征在于，设置前后两个车辆，作为移动的检测车；
2.如权利要求1所...
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