CN115164843A - 一种桥梁倾角测量装置、桥梁挠度测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种桥梁倾角测量装置、桥梁挠度测量方法及装置，涉及桥梁性能测试技术领域，桥梁倾角测量装置包括本体及设置于本体内部的支撑架、水平倾角测量结构、竖直倾角测量结构，水平倾角测量结构的两端分别与本体的顶壁和支撑架相连接，竖直倾角测量结构的两端分别与本体的底壁和支撑架相连接，水平倾角测量结构包括第一磁性感应机构和第一磁性摆动机构，第一磁性感应机构环绕第一磁性摆动机构的外部设置，用于根据第一磁性摆动机构获取水平倾角；竖直倾角测量结构包括相互连接的第二磁性感应机构和第二磁性摆动机构，第二磁性感应机构用于根据所述第二磁性摆动机构获取竖直倾角。本发明能够实现三维倾角的测量，测试精度高，且便于安装。

Description

一种桥梁倾角测量装置、桥梁挠度测量方法及装置

技术领域

本发明涉及桥梁性能测试技术领域，具体而言，涉及一种桥梁倾角测量装置、桥梁挠度测量方法及装置。

背景技术

对桥梁开展检测或建立监测系统的过程中，均需对桥梁挠度进行测量，其挠度测量数据的准确度直接关系桥梁状态的评定，同时，桥梁检测的时效性要求高。因此，在桥梁检测过程中，高精度及高效率的桥梁挠度测试系统显得至关重要。

现有技术中，桥梁挠度的现场测试一般采用如下方法：

采用水准仪等光学测量仪器测量桥梁挠度，虽然操作简便，但测量精度低，测量结果受人为影响干扰较大，无法适用于桥梁动态挠度的测试，误差较大；

采用百分表、千分表等位移计测试桥梁挠度，需在梁体下方搭设脚手架，以便在脚手架上安装挠度测试仪器，但在桥下搭设脚手架时，存在工序复杂，费时费力，而且较高的脚手架存在较大的安全隐患，其本身的晃动和底部不均匀沉降还会影响桥梁挠度的测试结果；

运用光电图像原理，通过采集的图像信号，采用数据处理方法，得出桥梁的挠度值，但工作原理复杂，图像数据采集受天气、光线等特定条件的限制，数据处理复杂，而且成本较高，精度较低，实际可操作性差；

基于连通管原理，根据开放式连通管内的液面的变化直接测量桥梁挠度，此方法原理简单，但由于液体与管壁之间的粘滞阻力及水与管壁之间的毛细作用，导致测试精度不高，且无法适用于桥梁动态挠度的测试；

基于连通管原理，直接将挠度转化为管内液体的压力，采用压力变送器将压力变化换成挠度的改变，但在桥梁跨度较大或测点较多时，由于管内液体与管壁之间的相对流动而产生粘滞阻力，液体的压力会有一定程度的损失，导致测量精度较低，同时无法适用于桥梁动态挠度的测试。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中桥梁挠度测试装置或方法测试精度低，误差较大；测试装置安装复杂，数据采集较复杂，人工成本高，工作效率低；无法适用于桥梁动态挠度及跨越大河和大峡谷等桥梁挠度的检测或无法同时监测桥梁三维倾角变化和三维位移中的至少一个方面。

为解决上述技术问题，本发明提供一种桥梁倾角测量装置，包括本体及设置于所述本体内部的支撑架、水平倾角测量结构、竖直倾角测量结构，所述水平倾角测量结构的两端分别与所述本体的顶壁和所述支撑架相连接，所述竖直倾角测量结构的两端分别与所述本体的底壁和所述支撑架相连接，所述水平倾角测量结构包括第一磁性感应机构和第一磁性摆动机构，且所述第一磁性感应机构环绕所述第一磁性摆动机构的外部设置，且所述第一磁性感应机构用于根据所述第一磁性摆动机构的运动获取水平倾角；所述竖直倾角测量结构包括相互连接的第二磁性感应机构和第二磁性摆动机构，且所述第二磁性感应机构用于根据所述第二磁性摆动机构的运动获取竖直倾角。

可选地，所述第一磁性摆动机构包括依次连接的水平摆动环、水平磁性摆动件和水平磁性摆动体，且所述水平摆动环与所述本体的顶壁相连接。

可选地，所述第一磁性感应机构包括水平感应体和水平应变传感器，所述水平感应体上设有与所述水平磁性摆动体磁性相同的磁性感应条，且所述水平感应体为设有竖直通孔的正方体结构，且在环绕所述第一磁性摆动机构的正方体结构的四个面上均设有所述水平应变传感器，其中，所述水平应变传感器为光纤光栅应变传感器。

可选地，所述第二磁性摆动机构包括相对设置的第一竖直摆动机构和第二竖直摆动机构，所述第一竖直摆动机构与所述支撑架相连接，所述第二竖直摆动机构与所述本体的底壁相连接。

可选地，所述第一竖直摆动机构包括依次连接的竖直摆动环、固定拉杆和第一竖直磁性配重体，且所述竖直摆动环与所述支撑架相连接；所述第二竖直摆动机构包括竖直挂环、竖直支撑杆和第二竖直磁性配重体，且所述第二竖直磁性配重体与所述第一竖直磁性配重体的位置对应设置。

可选地，所述第二磁性感应机构包括竖直感应体和竖直应变传感器，所述竖直感应体的一端与所述本体的底壁相连接，所述竖直感应体的另一端与所述第二竖直磁性配重体相连接，且所述竖直感应体上设有所述竖直应变传感器，其中，所述竖直应变传感器为光纤光栅应变传感器。

可选地，所述桥梁倾角测量装置还包括安装孔，所述安装孔沿所述本体的顶部外沿向远离所述本体的中轴线的方向延伸设置。

本发明所述的桥梁倾角测量装置相对于现有技术的优势在于：

本发明的桥梁倾角测量装置通过测得水平倾角和竖直倾角，实现三维倾角的测量，测试精度高，且便于安装。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种桥梁挠度测量方法，基于所述的桥梁倾角测量装置，所述多个桥梁倾角测量装置通过安装孔设置于桥梁截面上，所述桥梁挠度测量方法，包括：

获取每个所述桥梁倾角测量装置在同一时刻采集的桥梁截面倾角数据；

利用小波变换降噪法对每个所述桥梁截面倾角数据进行降噪滤波处理，得到优选倾角数据；

利用最小二乘法的方法对所述优选倾角数据进行拟合计算，得到桥梁挠度数据。

可选地，所述利用小波变换降噪法对每个所述桥梁截面倾角数据进行降噪滤波处理，得到优选倾角数据，包括：

根据自适应小波基选取算法获取小波基，并根据所述桥梁截面倾角数据的数据量获取分解尺度；

根据所述小波基和分解尺度对所述桥梁截面倾角数据进行分解，得到小波高频系数和小波低频系数；

将所述小波高频系数进行阈值量化处理，得到优选小波高频系数；

将所述小波低频系数和所述优选小波高频系数进行组合重构，得到重构信号的信噪比；

根据所述重构信号的信噪比，对所述桥梁截面倾角数据进行降噪滤波处理，得到优选倾角数据。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种桥梁挠度测量装置，包括桥梁倾角测量装置，所述桥梁倾角测量装置设置于桥梁截面上，所述桥梁挠度测量装置包括：

获取单元，所述获取单元用于获取每个所述桥梁倾角测量装置在同一时刻测得的桥梁截面倾角数据；

处理单元，所述处理单元用于利用小波变换降噪法对每个所述桥梁截面倾角数据进行降噪滤波处理，得到优选倾角数据；

计算单元，所述计算单元用于利用最小二乘法的方法对所述优选倾角数据进行拟合计算，得到桥梁挠度数据。

本发明所述的桥梁挠度测量装置与所述所述桥梁挠度测量方法相对于现有技术的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

图1为本发明实施例中桥梁倾角测量装置的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明实施例中桥梁挠度测量方法的流程图；

图4为本发明实施例中桥梁挠度测量方法装置结构图；

图5为本发明实施例中计算机设备的内部结构图。

附图标记说明：

1-本体、2-支撑架、3-第一磁性感应机构、4-第一磁性摆动机构、41-水平摆动环、42-水平磁性摆动件、43-水平磁性摆动体、5-第二磁性感应机构、6-第二磁性摆动机构、61-第一竖直摆动机构、611-竖直摆动环、612-固定拉杆、613-第一竖直磁性配重体、62-第二竖直摆动机构、621-竖直挂环、622-竖直支撑杆、623-第二竖直磁性配重体、7-安装孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、详尽地描述。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，附图中“X”的正向代表右方，“X”的反向代表左方，“Y”的正向代表后方，“Y”的反向代表前方，“Z”的正向代表上方，“Z”的反向代表下方，且术语“X”、“Y”和“Z”指示的方位或位置关系为基于说明书附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请实施例的描述中，术语“一些实施例”的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如图1所示，本实施例提供一种桥梁倾角测量装置，包括本体1及设置于所述本体1内部的支撑架2、水平倾角测量结构、竖直倾角测量结构，所述水平倾角测量结构的两端分别与所述本体1的顶壁和所述支撑架2相连接，所述竖直倾角测量结构的两端分别与所述本体1的底壁和所述支撑架2相连接，所述水平倾角测量结构包括第一磁性感应机构3和第一磁性摆动机构4，且所述第一磁性感应机构3环绕所述第一磁性摆动机构4的外部设置，且所述第一磁性感应机构3用于根据所述第一磁性摆动机构4的运动获取水平倾角；所述竖直倾角测量结构包括相互连接的第二磁性感应机构5和第二磁性摆动机构6，且所述第二磁性感应机构5用于根据所述第二磁性摆动机构6的运动获取竖直倾角。

需要说明的是，本实施例中对于本体1的结构不做限制，在一些优选的实施例中，本体1为长方体结构，结构简单，且外形美观。

在一些实施例中，支撑架2与本体1的侧壁相连接，且设置在本体1的中部。且本实施例中关于支撑架2的结构不做限制，只要能够支撑水平倾角测量结构和竖直倾角测量结构即可。在一些优选的实施例中，支撑架2包括第一支撑结构和第二支撑结构，且所述第一支撑结构和第二支撑结构交叉相连，结构稳定，支撑效果好。

本实施例中，所述第一磁性摆动机构4包括依次连接的水平摆动环41、水平磁性摆动件42和水平磁性摆动体43，且所述水平摆动环41与所述本体1的顶壁相连接。

优选的实施例中，水平摆动件为杆状结构，水平磁性摆动体43为块状结构，结构简单，成本低。

可选地，所述第一磁性感应机构3包括水平感应体和水平应变传感器，所述水平感应体上设有与所述水平磁性摆动体43磁性相同的磁性感应条，且所述水平感应体为设有竖直通孔的正方体结构，且在环绕所述第一磁性摆动机构4的正方体结构的四个面上均设有所述水平应变传感器，其中，所述水平应变传感器为光纤光栅应变传感器。

在一些具体的实施例中，水平感应体为正方体结构，且正方体结构无顶面和底面，第一磁性摆动机构4设置于所述水平感应体的中央，结构简单。

优选的实施例中，水平感应体上与水平磁性摆动体43等高的位置处设有磁性感应条，由此，当水平磁性摆动体43磁性与磁性感应条发生相近运动时，由于磁性相同会产生斥力作用，使得水平感应体在相应位置处发生变形。

优选的实施例中，水平应变传感器为长标距光纤光栅应变传感器，由此，检测精度高。

一些实施例中，所述第二磁性摆动机构6包括相对设置的第一竖直摆动机构61和第二竖直摆动机构62，所述第一竖直摆动机构61与所述支撑架2相连接，所述第二竖直摆动机构62与所述本体1的底壁相连接，且第一竖直摆动机构61设置于第二竖直摆动机构62的上方。

优选的实施例中，第一竖直摆动机构61连接在第一支撑结构与所述第二支撑结构的交叉点处，由此，连接更加牢固，且美观。

其中，所述第一竖直摆动机构61包括依次连接的竖直摆动环611、固定拉杆612和连接于固定拉杆612两端的两个第一竖直磁性配重体613，且所述竖直摆动环611与所述支撑架2相连接；所述第二竖直摆动机构62包括竖直挂环621、竖直支撑杆622和两个第二竖直磁性配重体623，且所述第二竖直磁性配重体623与所述第一竖直磁性配重体613的位置对应设置。

需要说明的是，本实施例中，第一竖直磁性配重体613和第二竖直磁性配重体623的结构、大小和磁性均相同，由此，当第一竖直磁性配重体613发生偏转时，第一竖直磁性配重体613与第二竖直磁性配重体623之间会产生斥力作用。

优选地，第一竖直磁性配重体613和第二竖直磁性配重体623均为块状结构，结构简单。

可选地，所述第二磁性感应机构5包括竖直感应体和竖直应变传感器，所述竖直感应体的一端与所述本体1的底壁相连接，所述竖直感应体的另一端与所述第二竖直磁性配重体623相连接，且所述竖直感应体上设有所述竖直应变传感器，其中，所述竖直应变传感器为光纤光栅应变传感器。

优选的实施例中，竖直应变传感器为长标距光纤光栅应变传感器，由此，检测精度高。

在一些具体的实施例中，所述第一竖直摆动机构61包括一个竖直摆动环611、两个拉杆和连接于每个固定拉杆612两端的两个第一竖直磁性配重体613，两个拉杆交叉设置，且均与所述竖直摆动环611相连接。所述第二竖直摆动机构62包括一个竖直挂环621、两个竖直支撑杆622和连接于每个竖直支撑杆622两端的两个第二竖直磁性配重体623，由此，第一竖直摆动机构61包括四个第一竖直磁性配重体613，第二竖直摆动机构62包括四个第二竖直磁性配重体623。相应地，第二磁性感应机构5包括四个竖直感应体和四个竖直应变传感器，且四个竖直应变传感器分别为第一竖直应变传感器、第二竖直应变传感器、第三竖直应变传感器和第四竖直应变传感器，四个竖直应变传感器分别与四个第二竖直磁性配重体623一一连接，且第一竖直应变传感器与第三竖直应变传感器分别与连接于同一竖直支撑杆622的1号第二竖直磁性配重体623和3号第二竖直磁性配重体623相连接，第二竖直应变传感器与第四竖直应变传感器分别与连接于同一竖直支撑杆622的2号第二竖直磁性配重体623和4号第二竖直磁性配重体623相连接。

如图2所示，在一些实施例中，所述桥梁倾角测量装置还包括安装孔7，所述安装孔7沿所述本体1的顶部外沿向远离所述本体1的中轴线的方向延伸设置。

本实施例中对于安装孔7的数量不做限制，在一些优选的实施例中，安装孔7为四个，且分别沿本体1顶部四边形截面的四边向外延伸设置，结构简单，且对称设置，外形美观，连接牢固。

本实施例中对于安装孔7的形状不做限制，在一些优选的实施例中，安装孔7的形状为圆形，结构简单，且便于安装，采集数据简单，成本低，提高工作效率。

在一些实施例中，所述桥梁倾角测量装置还包括设置于本体1底壁的光纤光栅温度补偿传感器，由此，抵消各个光纤光栅长标距应变传感器因同时受到温度和压力的影响而产生的波长变化，提高测量精度。

本实施例中的桥梁倾角测量装置应用于桥梁倾角测量的工作原理在于：

（1）水平方向上，

当桥梁结构发生偏移时，多水平摆动环41下的水平磁性摆动件42将发生摆动，其摆动方向与桥梁结构偏移方向一致，仅在xy水平方向发生摆动。此时，当水平感应体上的磁性感应条与水平磁性摆动件42下的水平磁性摆动体43产生相近运动时由于磁性相同会产生斥力作用，使得磁性感应条所在位置处的水平感应体产生变形。在水平感应体的四个面即四个方向上，均设有光纤光栅长标距应变传感器。

而水平感应体受到的应力与水平磁性摆动体43与水平感应体之间的斥力满足如下关系式：

，

其中，

为水平感应体受到的应力大小；E为弹性模量；

为水平感应体的应变值；A为水平磁性摆动体43与水平感应体的接触面积；F为水平磁性摆动体43与水平感应体之间的斥力大小。

通过上述公式可以看出，随着水平倾角的增大，水平磁性摆动体43与水平感应体之间的距离缩短，水平磁性摆动体43与水平感应体之间的斥力增加，导致水平感应体的应变值增加。水平感应体的应变值与水平倾角成线性关系，应变值越大，倾角值越大，由此，通过4个光纤光栅长标距应变传感器测出的水平感应体的应变值，可拟合得到水平感应体的应变值与水平倾角的线性关系，进而得到桥梁结构在水平方向上的倾角。

（2）竖直方向上

当桥梁结构发生竖直方向的偏转时，则水平倾角测量结构失效，竖直倾角测量结构开始工作，竖直摆动环611及固定拉杆612下的第一竖直磁性配重体613在竖直方向不偏转时保持静止；偏转时，第一竖直磁性配重体613则会随着桥梁结构在竖直方向的偏转而发生同样的偏转。例如，当桥梁结构向左下偏转时，左侧第一竖直磁性配重体613和左侧第二竖直磁性配重体623发生排斥力，使得竖直感应体受压力而发生变形，其上的竖直应变传感器因为感受到竖直感应体的受压而测的数据，该数据为竖直感应体的压应变，此时右侧的竖直感应体无力的作用。

由此，通过第一竖直应变传感器与第三竖直应变传感器的数据可以测出竖直方向的倾角值，同时与判断水平x方向的倾角形成对照通过通过第一竖直应变传感器与第三竖直应变传感器的数据可以测出竖直方向的倾角值，同时与判断水平y方向的倾角形成对照。

因此，本实施例中的桥梁倾角测量装置通过测得水平倾角和竖直倾角，实现三维倾角的测量，测试精度高，且便于安装。

如图3所示，本发明的另一个实施例还提供一种桥梁挠度测量方法，基于所述的桥梁倾角测量装置，所述多个桥梁倾角测量装置通过安装孔7设置于桥梁截面上，所述桥梁挠度测量方法，包括：

步骤S1，获取每个所述桥梁倾角测量装置在同一时刻采集的桥梁截面倾角数据；

步骤S2，利用小波变换降噪法对每个所述桥梁截面倾角数据进行降噪滤波处理，得到优选倾角数据；

步骤S3，利用最小二乘法的方法对所述优选倾角数据进行拟合计算，得到桥梁挠度数据。

其中，所述利用小波变换降噪法对每个所述桥梁截面倾角数据进行降噪滤波处理，得到优选倾角数据，包括：

步骤S21，根据自适应小波基选取算法获取小波基，并根据所述桥梁截面倾角数据的数据量获取分解尺度；

步骤S22，根据所述小波基和分解尺度对所述桥梁截面倾角数据进行分解，得到小波高频系数和小波低频系数；

步骤S23，将所述小波高频系数进行阈值量化处理，得到优选小波高频系数；

步骤S24，将所述小波低频系数和所述优选小波高频系数进行组合重构，得到重构信号的信噪比；

步骤S25，根据所述重构信号的信噪比，对所述桥梁截面倾角数据进行降噪滤波处理，得到优选倾角数据。

在一个具体的实施例中，设被测桥梁有m跨，假设第i跨上布置了k个桥梁倾角测量装置。设在第i跨上的桥梁挠度曲线为y_i(x)，选取y_i(x)时应注意使其满足在该跨支座处的挠度边界条件。

设y_i(x)的表达式如式一，式一为：

，

上式中，g_j(x)为一个合理选取的函数组，彼此之间是线性无关的，构成一个k-1维线性空间的一组基。X_j是k-1个待求的表达式系数。A(x)是为满足桥梁在该跨支座挠度边界条件而适当选取的函数，例如，当两支座位移为零时，设l_i是第i跨的长度，则

。

在k个测点处，根据y_i(x)的一阶导数等于实际测得的转角值，就可以建立k个方程组：

，

这样，我们得到一组有k-1个未知数X_j，而有k个方程的方程组。此时，该方程组一般无精确解。为求得最佳解X^* _j，我们构造如式二的目标函数，式二为：

，

其中，θ_i是实测倾角值：

；

为使得该目标函数取得最小值，将式二对X_j求偏导，得到式三，式三为：

，

将式三展开并写成矩阵形式，表达式如下：

，

其中，

为方程近似解；

为实测倾角列阵；A为系数矩 阵，表达式如下：

，

这样，就得到了k-1个含有k-1个未知数X^* _j的方程组，有唯一确定的一组解X^* _1，X^* _2，,…X^* _k-1。将X^*代入式一中，便可得到该跨桥梁的挠度曲线:

，

同理,可得到剩余m-1跨的挠度曲线表达式，将每跨的挠度曲线函数表达式叠加起来，可得到整个桥梁的挠度曲线分跨表达式：

，

将基于倾角桥梁动挠度计算完全分解为各个确定时刻ti桥梁静挠度的计算。其中，i=l，2…，N（假设采样频率为f，采样时间为t，每个测点共有N=f·t个采样数据点），根据前面的方法计算出每个时刻整个桥梁所有测点的挠度后，便可以得到每个测点在0-f时间段的挠度时程曲线。

结合图4所示，本发明的又一实施例还提供一种桥梁挠度测量装置，包括桥梁倾角测量装置，所述桥梁倾角测量装置设置于桥梁截面上，所述桥梁挠度测量装置包括：

获取单元410，所述获取单元410用于获取每个所述桥梁倾角测量装置在同一时刻测得的桥梁截面倾角数据；

处理单元420，所述处理单元420用于利用小波变换降噪法对每个所述桥梁截面倾角数据进行降噪滤波处理，得到优选倾角数据；

计算单元430，所述计算单元430用于利用最小二乘法的方法对所述优选倾角数据进行拟合计算，得到桥梁挠度数据。

在一些具体的实施例中，

处理单元420还用于根据自适应小波基选取算法获取小波基，并根据所述桥梁截面倾角数据的数据量获取分解尺度；

处理单元420还用于根据所述小波基和分解尺度对所述桥梁截面倾角数据进行分解，得到小波高频系数和小波低频系数；

处理单元420还用于将所述小波高频系数进行阈值量化处理，得到优选小波高频系数；

处理单元420还用于将所述小波低频系数和所述优选小波高频系数进行组合重构，得到重构信号的信噪比；

处理单元420还用于根据所述重构信号的信噪比，对所述桥梁截面倾角数据进行降噪滤波处理，得到优选倾角数据。

本实施例所述的桥梁挠度测量装置与所述桥梁挠度测量方法相对于现有技术的优势相同，在此不再赘述。

本发明的又一个实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述桥梁挠度测量方法的步骤。

本实施例所述的计算机设备与所述桥梁挠度测量方法相对于现有技术的优势相同，在此不再赘述。

图5示出了一个实施例中计算机设备的内部结构图。如图5所示，该计算机设备包括该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、输入装置和显示屏。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现桥梁挠度测量方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行桥梁挠度测量方法。计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述桥梁挠度测量方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种桥梁倾角测量装置，其特征在于，包括本体（1）及设置于所述本体（1）内部的支撑架（2）、水平倾角测量结构、竖直倾角测量结构，所述水平倾角测量结构的两端分别与所述本体（1）的顶壁和所述支撑架（2）相连接，所述竖直倾角测量结构的两端分别与所述本体（1）的底壁和所述支撑架（2）相连接，所述水平倾角测量结构包括第一磁性感应机构（3）和第一磁性摆动机构（4），且所述第一磁性感应机构（3）环绕所述第一磁性摆动机构（4）的外部设置，且所述第一磁性感应机构（3）用于根据所述第一磁性摆动机构（4）的运动获取水平倾角；所述竖直倾角测量结构包括相互连接的第二磁性感应机构（5）和第二磁性摆动机构（6），且所述第二磁性感应机构（5）用于根据所述第二磁性摆动机构（6）的运动获取竖直倾角。

2.根据权利要求1所述的桥梁倾角测量装置，其特征在于，所述第一磁性摆动机构（4）包括依次连接的水平摆动环（41）、水平磁性摆动件（42）和水平磁性摆动体（43），且所述水平摆动环（41）与所述本体（1）的顶壁相连接。

3.根据权利要求2所述的桥梁倾角测量装置，其特征在于，所述第一磁性感应机构（3）包括水平感应体和水平应变传感器，所述水平感应体上设有与所述水平磁性摆动体（43）磁性相同的磁性感应条，且所述水平感应体为设有竖直通孔的正方体结构，且在环绕所述第一磁性摆动机构（4）的正方体结构的四个面上均设有所述水平应变传感器，其中，所述水平应变传感器为光纤光栅应变传感器。

4.根据权利要求1所述的桥梁倾角测量装置，其特征在于，所述第二磁性摆动机构（6）包括相对设置的第一竖直摆动机构（61）和第二竖直摆动机构（62），所述第一竖直摆动机构（61）与所述支撑架（2）相连接，所述第二竖直摆动机构（62）与所述本体（1）的底壁相连接。

5.根据权利要求4所述的桥梁倾角测量装置，其特征在于，所述第一竖直摆动机构（61）包括依次连接的竖直摆动环（611）、固定拉杆（612）和第一竖直磁性配重体（613），且所述竖直摆动环（611）与所述支撑架（2）相连接；所述第二竖直摆动机构（62）包括竖直挂环（621）、竖直支撑杆（622）和第二竖直磁性配重体（623），且所述第二竖直磁性配重体（623）与所述第一竖直磁性配重体（613）的位置对应设置。

6.根据权利要求5所述的桥梁倾角测量装置，其特征在于，所述第二磁性感应机构（5）包括竖直感应体和竖直应变传感器，所述竖直感应体的一端与所述本体（1）的底壁相连接，所述竖直感应体的另一端与所述第二竖直磁性配重体（623）相连接，且所述竖直感应体上设有所述竖直应变传感器，其中，所述竖直应变传感器为光纤光栅应变传感器。

7.根据权利要求1所述的桥梁倾角测量装置，其特征在于，还包括安装孔（7），所述安装孔（7）沿所述本体（1）的顶部外沿向远离所述本体（1）的中轴线的方向延伸设置。

8.一种桥梁挠度测量方法，基于如权利要求1-7任一项所述的桥梁倾角测量装置，其特征在于，多个所述桥梁倾角测量装置通过安装孔（7）设置于桥梁截面上，所述桥梁挠度测量方法，包括：

获取每个所述桥梁倾角测量装置在同一时刻采集的桥梁截面倾角数据；

利用小波变换降噪法对每个所述桥梁截面倾角数据进行降噪滤波处理，得到优选倾角数据；

利用最小二乘法的方法对所述优选倾角数据进行拟合计算，得到桥梁挠度数据。

9.根据权利要求8所述的桥梁挠度测量方法，其特征在于，所述利用小波变换降噪法对每个所述桥梁截面倾角数据进行降噪滤波处理，得到优选倾角数据，包括：

根据自适应小波基选取算法获取小波基，并根据所述桥梁截面倾角数据的数据量获取分解尺度；

根据所述小波基和分解尺度对所述桥梁截面倾角数据进行分解，得到小波高频系数和小波低频系数；

将所述小波高频系数进行阈值量化处理，得到优选小波高频系数；

将所述小波低频系数和所述优选小波高频系数进行组合重构，得到重构信号的信噪比；

根据所述重构信号的信噪比，对所述桥梁截面倾角数据进行降噪滤波处理，得到优选倾角数据。

10.一种桥梁挠度测量装置，包括桥梁倾角测量装置，所述桥梁倾角测量装置设置于桥梁截面上，其特征在于，所述桥梁挠度测量装置包括：

获取单元，所述获取单元用于获取每个所述桥梁倾角测量装置在同一时刻测得的桥梁截面倾角数据；

处理单元，所述处理单元用于利用小波变换降噪法对每个所述桥梁截面倾角数据进行降噪滤波处理，得到优选倾角数据；

计算单元，所述计算单元用于利用最小二乘法的方法对所述优选倾角数据进行拟合计算，得到桥梁挠度数据。

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