[發明專利]一種基于三彎矩方程的高鐵橋梁動撓度監測方法在審
| 申請號: | 202011080490.2 | 申請日: | 2020-10-10 |
| 公開(公告)號: | CN112033344A | 公開(公告)日: | 2020-12-04 |
| 發明(設計)人: | 萬闖;王川;梅婷;李欣澄 | 申請(專利權)人: | 哈爾濱工業大學 |
| 主分類號: | G01B21/32 | 分類號: | G01B21/32 |
| 代理公司: | 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206 | 代理人: | 高媛 |
| 地址: | 150001 黑龍*** | 國省代碼: | 黑龍江;23 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 基于 彎矩 方程 鐵橋 撓度 監測 方法 | ||
1.一種基于三彎矩方程的高鐵橋梁動撓度監測方法,其特征在于:所述方法包括如下步驟:
步驟一、在高鐵橋梁上布設n個傾角儀傳感器,并提取原始信號;
步驟二、通過切比雪夫低通濾波器對傳回的傾角儀原始信號進行除噪,得到轉角數據;
步驟三、將轉角數據傳入三彎矩方程算法,計算高鐵橋梁的撓度曲線。
2.根據權利要求1所述的基于三彎矩方程的高鐵橋梁動撓度監測方法,其特征在于:步驟三中,假設在高鐵橋梁的某一跨上布置有k個傾角儀傳感器,除噪后得到的轉角數據分別為θ1,θ2,…,θk,以此跨的一個端點為原點建立局部坐標系,各個傾角儀傳感器的坐標分別為x1,x2,…,xk,在區間[xi,xi+1]上的轉角曲線為θi(x),在測點xi處截面的彎矩為Mi,撓度為yi,相鄰兩個傾角儀傳感器的間距為hi=xi+1-xi,則可以設包含彎矩的插值表達式:
對θi(x)求導得
通過梁的連續性條件θ′i(xi+1)=θ′i+1(xi+1),可得三彎矩方程
μiMi-1+2Mi+λiMi+1=di,i=2,3,…k-1
其中
插值邊界條件使用第一類邊界條件,即θ′1(x1)=M1,θ′k-1(xk)=Mk,對于高鐵橋梁標準梁,其模型可以簡化為簡支梁,由于簡支梁邊界處的彎矩值為零,所以當兩端的傾角儀傳感器靠近邊界設置時,認為M1=Mk=0,代入上式可得
綜上,可列出矩陣
利用矩陣解出M1,M2,…,Mk的值,帶入即可求出轉角函數θ(x),對其積分即可得到橋梁撓度曲線y(x)。
3.根據權利要求1所述的基于三彎矩方程的高鐵橋梁動撓度監測方法,其特征在于:步驟一中,傾角儀傳感器必須布設奇數個而且必須是等距的,兩端的傾角儀傳感器靠近支座設置。
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