專利名稱：一種荷載位置與橋梁響應(yīng)關(guān)系的測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測試方法，特別是一種荷載位置橋梁響應(yīng)關(guān)系的測試方法。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)對荷載位置與橋梁響應(yīng)關(guān)系的一般測試方法是根據(jù)車輛通載的時間估算一下移動荷載的平均速度，根據(jù)時間——平均速度——橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)之間的對應(yīng)關(guān)系，粗略地估算出移動荷載位置與橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)之間的對應(yīng)關(guān)系曲線。這往往存在很大的偏差，不能精確提供移動荷載位置與橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)之間的匹配關(guān)系。國外，如美國橋梁診斷公司BDI的“STS-WiFi工程結(jié)構(gòu)無線測試系統(tǒng)”可以利用測試的方式獲取橋上移動荷載位置與橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)之間一一對應(yīng)關(guān)系。該測試系統(tǒng)中包含了 “載荷位置指示儀Auto Clicker”。該指示儀安裝在汽車前軸中心上方的擋泥板上，回射靶夾于前輪鋼圈上，用于記錄車輪轉(zhuǎn)動。每次回射靶通過傳感器，板載無線電裝置便傳送一個信號至安裝于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上的接收器，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)就在數(shù)據(jù)流上加一個標(biāo)記。根據(jù)車輪周長，將數(shù)據(jù)記錄的時間函數(shù)轉(zhuǎn)化為車輛的位置函數(shù)。該套設(shè)備所測試橋上移動荷載位置的最小分辨率為汽車前輪的周長。由于輪胎氣壓的差異，導(dǎo)致輪胎周長的變化，致使該套設(shè)備所提供測試方法的測試精度也不高。此外，該載荷位置指示儀由于安裝在汽車上，只能通過無線傳輸?shù)姆绞絹磉M(jìn)行測試，不能簡單地與現(xiàn)有設(shè)備，特別是傳統(tǒng)的有線測試儀器設(shè)備進(jìn)行組合，且往往存在不同步的問題。為了實(shí)現(xiàn)同步測試，就必須購買整套測試設(shè)備，勢必造成大量的資金投入。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服背景技術(shù)的不足，提供一種荷載位置與橋梁響應(yīng)關(guān)系的測試方法，使用這種方法獲得的數(shù)據(jù)更為精確。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明包括以下步驟
A，橋梁表面間隔設(shè)置2個以上應(yīng)變傳感器，并與動態(tài)應(yīng)變采集模塊連接，用于獲取橋梁的應(yīng)變數(shù)據(jù)；
B，在橋梁底部間隔設(shè)置2個以上撓度傳感器，并與動態(tài)撓度采集模塊連接，用于獲取橋梁的撓度數(shù)據(jù)；
C，在橋頭或橋尾設(shè)置一個激光測距傳感器，激光測距傳感器與動態(tài)撓度采集模塊連接，用于測量荷載的位置；
D，將動態(tài)應(yīng)變傳感器、撓度傳感器和激光測距傳感器與計(jì)算機(jī)連接，計(jì)算機(jī)根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)生成荷載位置與橋梁響應(yīng)關(guān)系的曲線圖。由本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，測試精度比較高，所獲得的移動荷載位置與橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)之間一一對應(yīng)關(guān)系的匹配程度高，同步性好，資金投入少，操作簡單。


圖I為測試方法原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。如圖I所示，本發(fā)明包括以下步驟
A，橋梁表面間隔設(shè)置2個以上應(yīng)變傳感器，并與動態(tài)應(yīng)變采集模塊連接，用于獲取橋梁的應(yīng)變數(shù)據(jù)；
B，在橋梁底部間隔設(shè)置2個以上撓度傳感器，并與動態(tài)撓度采集模塊連接，用于獲取橋梁的撓度數(shù)據(jù)； C，在橋頭或橋尾設(shè)置一個激光測距傳感器，激光測距傳感器與動態(tài)撓度采集模塊連接，用于測量荷載的位置；激光測距傳感器其輸出信號應(yīng)具有Γ20πιΑ的模擬信號，測試量程一般要大于被測橋梁的長度，采樣頻率一般應(yīng)大于100Hz，測量精度可以根據(jù)需要選用不同的傳感器。如果結(jié)構(gòu)響應(yīng)測試儀器本身具有電流測量模塊，則直接將激光測距傳感器的信號線接入測試儀器；如果沒有電流測量模塊，則需要在激光測距傳感器信號線末端增加標(biāo)準(zhǔn)電阻，將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號；
D，將動態(tài)應(yīng)變傳感器、撓度傳感器和激光測距傳感器與計(jì)算機(jī)連接，計(jì)算機(jī)根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)生成荷載位置與橋梁響應(yīng)關(guān)系的曲線圖。計(jì)算機(jī)獲得的數(shù)據(jù)生成荷載位置與橋梁響應(yīng)關(guān)系的計(jì)算方法是所述激光測距傳感器測得的信號，即橋上荷載位置信號的時域函數(shù)可以定義為x=f(t)，其中t為時間變量，X為移動荷載位置變量值。如果把式中的荷載位置X看作自變量，把時間t看作應(yīng)變量，那么按照函數(shù)概念，則可以得到一個新的函數(shù)，這個函數(shù)即為荷載位置變量時域函數(shù)的反函數(shù)，記作 =Φ (X)。所述應(yīng)變傳感器與撓度傳感器獲得的數(shù)據(jù)，即橋梁響應(yīng)時域函數(shù)可定義為W=g(t)，將 =Φ (χ)式中移動荷載位置t值
代入函數(shù)W=g(t)中，即可得到橋上荷載位置與橋梁響應(yīng)--對應(yīng)關(guān)系的曲線函數(shù)W=g[ Φ
(x)]。
權(quán)利要求
1.一種荷載位置與橋梁響應(yīng)關(guān)系的測試方法，其特征在于，包括以下步驟 A，橋梁表面間隔設(shè)置2個以上應(yīng)變傳感器，并與動態(tài)應(yīng)變采集模塊連接，用于獲取橋梁的應(yīng)變數(shù)據(jù)； B，在橋梁底部間隔設(shè)置2個以上撓度傳感器，并與動態(tài)撓度采集模塊連接，用于獲取橋梁的撓度數(shù)據(jù)； C，在橋頭或橋尾設(shè)置一個激光測距傳感器，激光測距傳感器與動態(tài)撓度采集模塊連接，用于測量荷載的位置； D，將動態(tài)應(yīng)變傳感器、撓度傳感器和激光測距傳感器與計(jì)算機(jī)連接，計(jì)算機(jī)根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)生成荷載位置與橋梁響應(yīng)關(guān)系的曲線圖。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測試方法，特別是一種荷載位置的測試方法。包括以下步驟:A，橋梁表面間隔設(shè)置2個以上應(yīng)變傳感器，并與動態(tài)應(yīng)變采集模塊連接，用于獲取橋梁的應(yīng)變數(shù)據(jù)；B，在橋梁底部間隔設(shè)置2個以上撓度傳感器，并與動態(tài)撓度采集模塊連接，用于獲取橋梁的撓度數(shù)據(jù)；C，在橋頭或橋尾設(shè)置一個激光測距傳感器，激光測距傳感器與動態(tài)撓度采集模塊連接，用于測量荷載的位置;D，將動態(tài)應(yīng)變傳感器、撓度傳感器和激光測距傳感器與計(jì)算機(jī)連接，計(jì)算機(jī)根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)生成荷載位置與橋梁響應(yīng)關(guān)系的曲線圖。
文檔編號G01M99/00GK102866031SQ20121036822
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者張軍 申請人:中國人民解放軍63983部隊(duì)