CN219798410U - 一种梁式桥局部损伤定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种梁式桥局部损伤定位系统，属于结构安全性检测技术领域。包括两轴车和参数录入子系统，两轴车位于待检测桥梁上，参数录入子系统分别与两轴车和待检测桥梁连接，待检测桥梁与信号采集子系统连接，信号采集子系统与信号处理子系统连接，信号处理子系统与结果显示子系统连接，结果显示子系统与结果存储子系统连接。本实用新型提供的一种梁式桥局部损伤定位系统，采用局部检测法，能高效准确地检测出结构损伤，通过将检测装置传感器安装于桥梁上，可有效避免车辆本身复杂的动力特性的影响；通过对桥梁位移响应的信号进行处理而获取桥梁的损伤信息的方法，当桥梁结构某个或多个部位发生损伤时，可以方便快速地识别结构损伤。

Description

一种梁式桥局部损伤定位系统

技术领域

本实用新型涉及结构安全性检测技术领域，尤其是涉及一种梁式桥局部损伤定位系统。

背景技术

车辆在桥梁上行驶的过程中，与桥梁之间产生相互影响和作用。随着社会的发展，交通运输越来越发达，车流量不断的增大，车辆荷载对桥梁结构的影响也越来越大，对车辆与桥梁之间的耦合振动研究也越来越引起人们的重视，基于车桥耦合振动分析理论，对桥梁损伤定位的方法是重要的研究方向。

准确识别桥梁损伤位置，基于振动的损伤识别方法，即利用损伤导致的结构动力特性和动力响应的变化来识别损伤，通常有频域法和时域法。在过去二十多年里，学者们提出了大量基于桥梁整体参数和桥梁响应的结构损伤识别方法，且得到一定的应用，但是现有的损伤识别方法存在检测不方便和需大量准备工作等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种梁式桥局部损伤定位系统，解决了检测不方便和需大量准备工作的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种梁式桥局部损伤定位系统，包括两轴车和参数录入子系统，所述两轴车位于待检测桥梁上，所述参数录入子系统分别与所述两轴车和所述待检测桥梁连接，所述待检测桥梁与信号采集子系统连接，所述信号采集子系统与信号处理子系统连接，所述信号处理子系统与结果显示子系统连接，所述结果显示子系统与结果存储子系统连接。

优选的，所述参数录入子系统包括录入所述待检测桥梁的桥梁参数和所述两轴车的车辆参数。

优选的，所述桥梁参数包括总长度、截面参数、弹性模量、密度，所述车辆参数包括总重、前后轮轴距、转动惯量和行驶速度。

优选的，所述两轴车在所述待检测桥梁上保持匀速并在桥面中间位置行驶。

优选的，所述信号采集子系统包括桥梁位移传感器和数据采集器器，所述桥梁位移传感器与所述待检测桥梁连接，所述数据采集器与所述桥梁位移传感器连接。

优选的，所述桥梁位移传感器为电涡流位移传感器。

优选的，所述信号处理子系统包括信号处理器，所述信号处理器与所述数据采集器连接。

优选的，所述结果显示子系统包括定位结果显示装置，所述定位结果显示装置与所述信号处理器连接。

优选的，所述结果存储子系统包括存储器，所述存储器与所述定位结果显示装置连接。

因此，本实用新型采用上述结构的一种梁式桥局部损伤定位系统，具备以下有益效果：

(1)本实用新型的梁式桥局部损伤定位系统采用局部检测法，能高效准确地检测出结构损伤，识别结果可靠；

(2)本实用新型的梁式桥局部损伤定位系统通过将检测装置传感器安装于桥梁，可有效避免车辆本身复杂的动力特性的影响；

(3)本实用新型采用两轴车进行测试，与在实际桥梁检测车辆模型一致，能较好的应用于实际桥梁检测中；

(4)本实用新型的梁式桥局部损伤定位系统的方法基于车桥耦合振动分析理论识别梁式桥的损伤位置，只需要在桥梁的某些特殊位置布置传感器，基本不影响桥梁的正常运营，检测方法简单，对保证桥梁正常运营有一定的意义；

(5)本实用新型的梁式桥局部损伤定位系统采用对桥梁位移响应的信号进行处理而获取桥梁的损伤信息的方法，当桥梁结构某个或多个部位发生损伤时，桥梁的位移响应会发生改变，利用其信号变化可以方便地识别结构损伤；

(6)本实用新型的梁式桥局部损伤定位系统的结构简单，检测时所需的人力成本低，且能够适应梁式桥在各种检测环境，适于推广应用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型一种梁式桥局部损伤定位系统的流程图；

附图标记

1、待检测桥梁，2、两轴车，3、信号采集子系统，31、桥梁位移传感器，32、数据采集器，4、信号处理子系统，41、信号处理器，5、结果显示子系统，51、定位结果显示装置，6、结果储存子系统，61、存储器。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。

除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例

如图1所示，本实用新型提供了一种梁式桥局部损伤定位系统，包括两轴车2和参数录入子系统，两轴车2位于待检测桥梁1上，参数录入子系统分别与两轴车2和待检测桥梁1连接，待检测桥梁1与信号采集子系统3连接，信号采集子系统3与信号处理子系统4连接，信号处理子系统4与结果显示子系统5连接，结果显示子系统5与结果存储子系统6连接。参数录入子系统包括录入待检测桥梁1参数和两轴车2的车辆参数。参数录入子系统录入待检测桥梁参数1包括：总长度、截面参数、弹性模量、密度，参数录入子系统录入两轴车2的车辆参数包括：总重、前后轮轴距、转动惯量和行驶速度。两轴车2在待检测桥梁1上需保持匀速并在桥面中间位置行驶。信号采集子系统3包括桥梁位移传感器31和数据采集器器32，桥梁位移传感器31与待检测桥梁1连接，用于采集待检测桥梁1的位移响应信号，数据采集器32与桥梁位移传感器31，用于接收桥梁位移传感器31采集各测点的位移响应信号。桥梁位移传感器31为电涡流位移传感器。信号处理子系统4包括信号处理器41，信号处理器41与数据采集器32连接，信号处理器41用于接收信号采集子系统3采集的数据，对信号去噪、信号分解和损伤定位方法的程序，对数据采集器31接收的信号进行信号去噪和信号分解进行损伤定位，信号去噪和信号分解过程用小波变换或Hilber-huang变换法处理。结果显示子系统5包括定位结果显示装置51，定位结果显示装置51与信号处理器41连接。用于接收信号处理子系统4发送的损伤定位信号，可视化梁式桥局部损伤定位结果，包括折线图或者柱状图。结果存储子系统6包括存储器61，存储器61与定位结果显示装置51连接。用于存储信号处理子系统4执行信号处理和损伤定位方法的程序和损伤定位结果。

本实用新型的梁式桥局部损伤定位系统的具体实现有以下步骤：

(1)根据桥梁结构的具体受力特点和监测目标，选择关键测点安装位移传感器，获得两轴车匀速行驶状态下桥梁动位移响应信号；

(2)通过静态称重系统标定两轴车2的各轴轴重，用卷尺测量两轴车2的各轴间距；

(3)根据待检测桥梁1的车道分布情况，预先规划并标记好检测过程中两轴车2的行进路线和行驶速度；

(4)事先将桥梁参数和两轴车的车辆参数录入系统，采集过程保持参数不发生改变；

(5)将传感器布置在桥梁关键测点处，调试设备直至确认信号无明显异常且信号可同步采集，将数据采集器32与位移传感器31相连，采集并保存桥梁动位移响应数据；

(6)检测前，两轴车2停驻在桥梁伸缩缝以外位置；开始正式检测，两轴车2发动，按照预先规划的行进路线和速度行驶，同时启动信号采集子系统3。

(7)将数据采集器32所采集的信号与信号处理器41相连，可通过信号处理器41对采集的原始信号进行信号分解、信号去噪处理，保证信号滤除噪音等其他因素的影响，能够得到准确的损伤定位结果；

(8)将信号处理器41处理后的信号传输到定位结果显示装置51，利用损伤定位信号输出损伤定位结果的图像，可视化车桥耦合状态下利用桥梁位移响应进行损伤定位的识别结果。

(9)通过存储器61存储支持处理器执行所述信号去噪、信号分解和损伤定位方法的程序和损伤定位结果。

本实用新型采用上述的一种梁式桥局部损伤定位系统，该系统有严格的理论基础，完整的测量信息与先进的信号处理方法，可较好地保证该系统识别的准确性；在获取桥梁的损伤信息的过程，当桥梁结构某个或多个部位发生损伤时，利用其信号变化可以方便地识别结构损伤；实施过程对桥梁正常交通运输功能的影响小，可实施性强；设备装置可在各待检桥梁间流动使用，一次性检测成本低；结构简单，检测时所需的人力成本低，能够适应各种检测环境。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种梁式桥局部损伤定位系统，其特征在于:包括两轴车和参数录入子系统，所述两轴车位于待检测桥梁上，所述参数录入子系统分别与所述两轴车和所述待检测桥梁连接，所述待检测桥梁与信号采集子系统连接，所述信号采集子系统与信号处理子系统连接，所述信号处理子系统与结果显示子系统连接，所述结果显示子系统与结果存储子系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种梁式桥局部损伤定位系统，其特征在于：所述参数录入子系统包括录入所述待检测桥梁的桥梁参数和所述两轴车的车辆参数。

3.根据权利要求2所述的一种梁式桥局部损伤定位系统，其特征在于：所述桥梁参数包括总长度、截面参数、弹性模量、密度，所述车辆参数包括总重、前后轮轴距、转动惯量和行驶速度。

4.根据权利要求3所述的一种梁式桥局部损伤定位系统，其特征在于：所述两轴车在所述待检测桥梁上保持匀速并在桥面中间位置行驶。

5.根据权利要求4所述的一种梁式桥局部损伤定位系统，其特征在于：所述信号采集子系统包括桥梁位移传感器和数据采集器器，所述桥梁位移传感器与所述待检测桥梁连接，所述数据采集器与所述桥梁位移传感器连接。

6.根据权利要求5所述的一种梁式桥局部损伤定位系统，其特征在于：所述桥梁位移传感器为电涡流位移传感器。

7.根据权利要求6所述的一种梁式桥局部损伤定位系统，其特征在于：所述信号处理子系统包括信号处理器，所述信号处理器与所述数据采集器连接。

8.根据权利要求7所述的一种梁式桥局部损伤定位系统，其特征在于：所述结果显示子系统包括定位结果显示装置，所述定位结果显示装置与所述信号处理器连接。

9.根据权利要求8所述的一种梁式桥局部损伤定位系统，其特征在于：所述结果存储子系统包括存储器，所述存储器与所述定位结果显示装置连接。