馬桑溪長江大橋拉索索力遠程自動實時監(jiān)測技術(shù)研究.pdf

1、拉索系統(tǒng)是斜拉橋重要的承力構(gòu)件，通過監(jiān)測拉索的受力狀況，判斷和分析斜拉橋拉索的健康狀態(tài)，已經(jīng)成為斜拉橋安全監(jiān)測的重要內(nèi)容。馬桑溪長江大橋是一座大跨度雙塔斜拉橋，是重慶環(huán)線高速公路的重點控制工程之一，因此，監(jiān)測它的拉索系統(tǒng)安全狀況具有重要的現(xiàn)實意義。隨機激勵頻率振動法具有不需在拉索施工時對傳感器進行預(yù)安裝和測量時不中斷交通等優(yōu)點，因此，它成為監(jiān)測已經(jīng)建成的斜拉橋拉索索力的最方便的方法。其缺點是由于拉索振動信號中的噪聲復(fù)雜，不容易獲得各諧波

2、成份清晰的振動信號頻譜，需要測量人員不斷的重復(fù)測量過程，以獲取諧波清晰的頻譜。利用軟件完成測量者的信號的采集和頻譜分析的工作，就可以實現(xiàn)索力的自動監(jiān)測。但是，目前在能夠有效識別頻譜中基頻的智能軟件的開發(fā)方面，仍然沒有取得顯著的進展。 本論文從設(shè)計獲取振動信號的硬件系統(tǒng)和自動識別的軟件兩方面開展研究，主要完成了以下研究工作： ①從拉索的受力分析入手，在分析各相關(guān)因素對索力的影響的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)拉索振動頻率與它的受力狀況間的關(guān)

3、系，建立了拉力與基頻的計算關(guān)系式。 ②在分析拉索上不同位置的振型特征的基礎(chǔ)上，闡明拉索振動信號的幾種典型頻譜的特點，進而提出基頻自動識別的計算方法。分析傅立葉變換對基頻識別精度帶來的影響，提出改進措施。 ③根據(jù)馬桑溪長江大橋拉索索力監(jiān)測要求，設(shè)計了監(jiān)測系統(tǒng)的硬件。結(jié)合加速度傳感器獲取的拉索振動信號的特點，對硬件系統(tǒng)的各個組成部分，分別提出技術(shù)要求和實施方案。 ④在硬件基礎(chǔ)上設(shè)計軟件部分。首先通過濾波算法和時域平均