大跨斜拉桥拉索风雨振监测预警方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114913674A(43)申请公布日2022.08.16(21)申请号202210444828.0(22)申请日2022.04.26(71)申请人东衢智慧交通基础设施科技（江苏）有限公司地址210000江苏省南京市江宁区天元东路1009号（江宁高新园）(72)发明人陈金桥张雨佳黄思杰盛帆郝建明胡浩然李征杨伟杰(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204专利代理师柏尚春(51)Int.Cl.G08B21/18(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称大跨斜拉桥拉索风雨振监测预警方法(57)摘要本发明公开了一种大跨斜拉桥拉索风雨振监测预警方法，步骤如下：制定降雨量预警阈值；建立拉索加速度响应与风速的线性回归模型，剔除风速的影响，建立风速归一化的拉索加速度响应时程曲线；获取拉索加速度功率谱，提取功率谱多阶频率及对应谱幅值；计算能量集中系数；对能量集中系数进行预警判定，当两个系数中的任一个小于能量集中系数阈值且雨量超出预警值时，判定拉索发生风雨振并报警。本发明通过监测拉索的振动加速度，在剔除风速的影响后通过前三阶主模态的能量集中系数分析可以快速判定拉索风雨振的发生并报警，克服了传统方法通过拉索大振幅监测所存在的预警滞后的问题，为桥梁健康监测的自动化告警与灾害评估提供技术基础。CN114913674ACN114913674A权利要求书1/1页1.一种大跨斜拉桥拉索风雨振监测预警方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)获取桥址处的降雨量时序数据，并制定降雨量预警阈值；(2)建立拉索加速度响应与风速的线性回归模型，进而剔除风速对加速度的影响；(3)获取剔除风速影响后的拉索加速度功率谱，提取功率谱多阶频率fi及对应谱幅值Ai；(4)计算能量集中系数Aj/A1；(5)对能量集中系数A2/A1和A3/A1计算分析，当两个系数中的任何一个小于能量集中系数阈值且达到预警雨量时判定拉索发生风雨振并报警。2.根据权利要求1所述的一种大跨斜拉桥拉索风雨振监测预警方法，其特征在于，所述步骤(1)～(5)中分析计算的时间间隔均为1min。3.根据权利要求1所述的一种大跨斜拉桥拉索风雨振监测预警方法，其特征在于，所述步骤(1)中的降雨量预警阈值为0.2mm/min。4.根据权利要求1所述的一种大跨斜拉桥拉索风雨振监测预警方法，其特征在于，所述步骤(3)中，i的取值范围为1～3。5.根据权利要求1所述的一种大跨斜拉桥拉索风雨振监测预警方法，其特征在于，所述步骤(3)中，将测得的拉索加速度时序数据按设定的1min时间区间进行分段，通过PSD、LPSD、DPSD或其他频域算法对每一段加速度数据进行功率谱分析计算，得到拉索加速度的分钟尺度功率谱。6.根据权利要求1所述的一种大跨斜拉桥拉索风雨振监测预警方法，其特征在于，所述步骤(4)中，j的取值范围为2～3。7.根据权利要求1所述的一种大跨斜拉桥拉索风雨振监测预警方法，其特征在于，所述步骤(5)中，能量集中系数阈值取0.1。8.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～7中任一项所述的一种大跨斜拉桥拉索风雨振监测预警方法。9.一种计算机设备，包括储存器、处理器及存储在存储器上并可再处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1～7中任一项所述的一种大跨斜拉桥拉索风雨振监测预警方法。2CN114913674A说明书1/3页大跨斜拉桥拉索风雨振监测预警方法技术领域[0001]本发明涉及桥梁结构性能监测，特别是一种大跨斜拉桥拉索风雨振监测预警方法。背景技术[0002]斜拉桥的拉索是传递主梁与车辆荷载的构件，其服役状态对整桥力学行为有重要影响。在风雨共同作用下，斜拉桥的拉索将产生异常振动，会降低拉索疲劳寿命。作为一种大幅振动，拉索风雨振更还会对行车舒适度与视觉感官造成不利影响。[0003]为了感知大跨斜拉桥的拉索振动特性，通常于拉索上安装加速度传感器，根据加速度时程数据演算出振动频率功率谱，功率谱峰值数据代表了拉索的频域特性。但是，现有技术无法解决斜拉索风雨激振动中的实时预警问题，导致运用拉索功率谱数据无法感知因风雨振引起的拉索异常振动。发明内容[0004]发明目的：本发明的目的是提供一种大跨斜拉桥拉索风雨振监测预警方法。[0005]技术方案：本发明所述的一种大跨斜拉桥拉索风雨振监测预警方法，其原理为：基于大跨斜拉桥拉索的加速度数据与雨量数据，消除风速对拉索加速度的影响后，设置雨量预警阈值并构造风雨振的拉索频域预警参量，进而运用雨量与频域双参数进行联合风雨振预警，当雨量与频域预警参量共同超越阈值后，既判定风雨振并进行异常振动预警，