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专利号: 2015107010297
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-11-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种非接触式多点高频动态桥梁挠度检测方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:步骤1:选定桥梁上要检测挠度的位置,在相应的位置的梁下安装n个激光测距仪,激光测距仪与竖直方向的夹角为αi,且0°<αi<90°,i为激光测距仪的编号,i=1,2…,n;

步骤2:在桥墩处安装反射标靶,并调整反射标靶与竖直方向的角度β,且

0°<β<90°,使整个测量方法带来的检测精度达到要求的精度δmm;

步骤3:设备安装完毕,初始化系统,即在桥梁不受附加载荷时,打开激光测距仪,测得桥梁不受附加载荷时激光测距仪的距离L1;

步骤4:打开激光测距仪,分别得到第n个激光测距仪所测距离L2i,计算每个激光测距仪对应的桥梁位置处的挠度yi:步骤5:在一段测量范围内,n个激光测距仪均以时间间隔μ秒重复步骤4,即以频率ν=1/μ连续测量n个激光测距仪至反射标靶的距离,按照步骤4的方法计算出该时间段内桥梁n个位置相对于桥梁不受附加载荷时的初始时刻的动态挠度;

步骤6:以桥梁其中一个端点为坐标原点O,以沿桥梁纵向方向为X轴,以垂直于桥面向下方向为Y轴,输入检测点的横坐标xi,以及实时测得的挠度值yi,将整合的坐标数据拟合为挠度曲线。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤2中,所述的检测精度达到要求的精度δmm的计算方法如下:已知激光测距仪的精度θmm,则若使系统检测精度≦δmm,需满足:当αi+βi≠90°时,按如下方法计算精度: 式(2-1)

当αi+βi=90°时,有δ=θ/cosαi 式(2-2)其中:βi(i=1,2…,n)为对于第i个激光测距仪,达到最低检测精度δ时β的最小值;

反射标靶的安装角度β须满足以下关系式:

β≥max{β1,β2,...,βn} 式(3)。

3.如权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤4中,每个激光测距仪对应的桥梁位置处的挠度yi计算方法为:当αi+βi≠90°时,按如下方法计算挠度: 式(11-1)当αi+βi=90°时,有yi=LLi/cosαi 式(11-2)其中:

L1为在桥梁不受附加载荷时激光测距仪所测的反射标靶的距离;

L2i为当前时刻第i个激光测距仪所测的反射标靶的距离;

LLi为当前时刻和初始时刻第i个激光测距仪所测距离之差;

Li'为第i个激光测距仪初始位置时在反射标靶上的照射点在当前时刻激光测距仪照射方向上的投影的偏移量;

di为当前时刻和初始时刻第i个激光测距仪随桥梁变形而引起的位移;

mi为当前时刻和初始时刻在垂直于激光照射的方向上第i个激光测距仪的位移;

yi为第i个检测点桥梁的变形位移;

αi为第i个激光测距仪与竖直方向的夹角;

β为反射标靶的反射板与竖直方向的夹角。