本发明专利技术公开了一种折线形体外预应力索的竖向自振频率测量方法及系统，涉及桥梁结构检测技术领域，其中方法包括：在竖向激励作用下，获取来自多个加速度传感器的竖向的时域加速度数据；多个加速度传感器分设在折线形体外预应力索的各折线段的中点位置；基于时域加速度数据，得到每个加速度传感器的每阶振型的传感自振频率和振幅；基于振幅对多个加速度传感器的每阶振型的传感自振频率进行加权计算，获得体外预应力索每阶振型的竖向自振频率。本发明专利技术通过在折线形体外预应力索布置加速度传感器，利用动力响应数据，可测量不同张拉力下不同振型的竖向自振频率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁结构检测，特别是涉及一种折线形体外预应力索的竖向自振频率测量方法及系统。
技术介绍
1、体外预应力索加固法作为旧桥加固常用的方法之一，相较于其他加固方法，具有易施工、易检测、适用性强、抗剪能力提高等优点；由于这些显著优势，体外预应力加固方法在国内外被广泛应用于既有建筑和旧桥的加固工程中，其综合性能的提升效果不仅可有效延长结构的使用寿命，且可增强结构的抗震性能和整体稳定性；该加固方法的应用可有效改善结构的受力性能，且可进一步提高结构的安全可靠性。
2、然而，实际应用过程中随着时间的推移，体外预应力索会因为腐蚀、老化等因素的影响，造成张拉力的损失，相应的旧桥的刚度也会降低，从而影响旧桥的稳定性和安全性。因此，对体外预应力索的张拉力进行检测显得尤为重要。
3、竖向自振频率作为评估在役体外预应力索索力(张拉力)的重要指标，振动频率法是有效的检测手段之一，在识别直线形体外索的自振频率时，操作方便，精度较高。然而，目前常用的体外预应力索多为折线形，不同于直线形，其竖向自振频率的测量存在不足之处，包括传感器布置选择困难，采用多个传感器检测数据识别自振频率平均值的理论方法精度较低等。因此，如何测量折线形体外预应力索的竖向自振频率成为亟待解决的问题
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种折线形体外预应力索的竖向自振频率测量方法及系统，能够有效测量出折线形体外预应力索在不同振型下的竖向自振频率，为桥梁的加固和安全性预测起到积极作用。</p>2、为实现上述目的，本专利技术提供一种折线形体外预应力索的竖向自振频率测量方法，包括：
3、在竖向激励作用下，获取来自多个加速度传感器的竖向的时域加速度数据；多个所述加速度传感器分设在折线形体外预应力索的各折线段的中点位置；
4、基于所述时域加速度数据，得到每个加速度传感器的每阶振型的传感自振频率和振幅；
5、基于所述振幅对多个加速度传感器的每阶振型的传感自振频率进行加权计算，获得所述体外预应力索每阶振型的竖向自振频率。
6、可选的，基于所述时域加速度数据，得到每个加速度传感器的每阶振型的传感自振频率，具体包括：
7、将所述时域加速度数据转换为频域加速度数据，基于频域加速度数据计算对应的第m个加速度传感器测量的第n阶振型的传感自振频率；其中，m、n均为整数。
8、可选的，基于所述振幅对多个加速度传感器的每阶振型的传感自振频率进行加权计算，包括：
9、根据各所述振幅的大小，确定对应传感自振频率的权重值；所述振幅越大则所对应的权重值越高；
10、基于所述权重值，对每阶振型的多个所述传感自振频率进行加权计算。
11、可选的，基于所述振幅对多个加速度传感器的每阶振型的传感自振频率进行加权计算，获得所述体外预应力索每阶振型的竖向自振频率的过程中，采用以下公式进行计算：
12、
13、式中，ωn为第n振型的竖向自振频率，m为加速度传感器总数，λm，n为第m个加速度传感器测量第n阶振型传感自振频率时的权重，xm，n为第m个加速度传感器测量第n阶振型传感自振频率时的振幅。
14、本专利技术还提供了一种折线形体外预应力索的竖向自振频率测量系统，包括：
15、传感数据获取模块，用于在竖向激励作用下，获取来自多个加速度传感器的竖向的时域加速度数据；多个所述加速度传感器分设在折线形体外预应力索的各折线段的中点位置；
16、竖向自振频率获取模块，用于：
17、基于所述时域加速度数据，得到每个加速度传感器的每阶振型的传感自振频率和振幅；
18、基于所述振幅对多个加速度传感器的每阶振型的传感自振频率进行加权计算，获得所述体外预应力索每阶振型的竖向自振频率。
19、可选的，所述竖向自振频率获取模块在基于所述振幅对多个加速度传感器的每阶振型的传感自振频率进行加权计算的过程中，包括：
20、根据各所述振幅的大小，确定对应传感自振频率的权重值；所述振幅越大则所对应的权重值越高；
21、基于所述权重值，对每阶振型的多个所述传感自振频率进行加权计算。
22、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
23、本专利技术提供的折线形体外预应力索的竖向自振频率测量方法，根据折线形体外预应力索的几何形状来确定加速度传感器的数量和位置，在体外预应力索的两个相邻转折点的中间位置，以及转折点和端点的中间位置处均设置有一个加速度传感器；通过各加速度传感器所采集的竖向的时域加速度数据来获取相应的每阶振型的传感自振频率以及振幅，根据振幅对每阶振型的多个传感自振频率进行加权计算，最后获得体外预应力索每阶振型的竖向自振频率；本专利技术通过在折线形体外预应力索布置加速度传感器，利用动力响应数据，可测量不同预应力(张拉力)下不同振型的竖向自振频率。
24、附图说明
25、通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细地描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
26、图1为本专利技术实施例示出的折线形体外预应力索的竖向自振频率测量方法的方法流程示意图；
27、图2为本专利技术实施例示出的折线形体外预应力索的传感器布置示意图；
28、图3为本专利技术实施例示出的三折线的折线形体外预应力索尺寸与传感器布置示意图；
29、图4为本专利技术实施例示出的折线形体外预应力索的一阶竖向振型变形图；
30、图5为本专利技术实施例示出的折线形体外预应力索的二阶竖向振型变形图；
31、图6为本专利技术实施例示出的折线形体外预应力索的三阶竖向振型变形图；
32、图7为本专利技术实施例示出的折线形体外预应力索的四阶竖向振型变形图；
33、图8为本专利技术实施例示出的折线形体外预应力索的五阶竖向振型变形图；
34、图9为本专利技术实施例示出的折线形体外预应力索的竖向自振频率测量系统的模块结构示意图；
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【技术保护点】
1.一种折线形体外预应力索的竖向自振频率测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的折线形体外预应力索的竖向自振频率测量方法，其特征在于，基于所述时域加速度数据，得到每个加速度传感器的每阶振型的传感自振频率，具体包括：
3.根据权利要求1所述的折线形体外预应力索的竖向自振频率测量方法，其特征在于，基于所述振幅对多个加速度传感器的每阶振型的传感自振频率进行加权计算，包括：
4.根据权利要求1-3任一项所述的折线形体外预应力索的竖向自振频率测量方法，其特征在于，基于所述振幅对多个加速度传感器的每阶振型的传感自振频率进行加权计算，获得所述体外预应力索每阶振型的竖向自振频率的过程中，采用以下公式进行计算：
5.一种折线形体外预应力索的竖向自振频率测量系统，其特征在于，应用于权利要求1-4任一项所述的方法，所述系统包括：
6.根据权利要求5所述的折线形体外预应力索的竖向自振频率测量系统，其特征在于，所述竖向自振频率获取模块在基于所述振幅对多个加速度传感器的每阶振型的传感自振频率进行加权计算的过程中，包括：
【技术特征摘要】
1.一种折线形体外预应力索的竖向自振频率测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的折线形体外预应力索的竖向自振频率测量方法，其特征在于，基于所述时域加速度数据，得到每个加速度传感器的每阶振型的传感自振频率，具体包括：
3.根据权利要求1所述的折线形体外预应力索的竖向自振频率测量方法，其特征在于，基于所述振幅对多个加速度传感器的每阶振型的传感自振频率进行加权计算，包括：
4.根据权利要求1-3任一项所述的折线形体外预应力索的竖向自振频率测量...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝孟辉，杨磊，韩永超，朱战伟，孙攀旭，张浩，刘娜，李油油，刘静，曹锋博，
申请(专利权)人：河南省交通规划设计研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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