【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于人行橋檢測，具體地說，涉及一種人行橋梁振動舒適度檢測系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
1、隨著人行橋結(jié)構(gòu)向“大跨度、輕量化、低阻尼”的方向發(fā)展，人行橋在人致荷載作用下的振動舒適度問題日益嚴重，當人行橋結(jié)構(gòu)振動頻率落入行人步頻范圍內(nèi)，與行人步頻共振時，引發(fā)大幅度豎向振動及橫向振動，進而影響行人的舒適度。各國通過限制人行橋的基頻與加速度來避免出現(xiàn)舒適度問題。限制人行橋基頻主要是為了避免人行橋落入行人步頻范圍之內(nèi)，發(fā)生結(jié)構(gòu)共振。當人行橋基頻無法滿足限值要求時，通過限制其在人致激勵荷載作用下的結(jié)構(gòu)加速度來滿足舒適度要求。因此針對人行橋舒適度的檢測參數(shù)一般為振動頻率、振動加速度、振動位移等動力特性指標，而振動頻率、振動加速度也可通過振動位移隨時間的變化獲得。
2、專利技術(shù)專利cn109556813a公開了一種人行橋的橫向振動位移檢測裝置，包括支撐底板和人行橋，傳動豎桿位于外支撐臺外部的一端轉(zhuǎn)動連接有調(diào)整活動桿，調(diào)整活動桿頂部靠近右側(cè)的位置固定連接有激光校準發(fā)射器，外支撐臺外部頂端的右側(cè)且與激光校準發(fā)射器對稱的位置固定連接有校準接收器，調(diào)整活動桿內(nèi)部的左側(cè)固定連接有豎向滑槽，豎向滑槽內(nèi)部的上下兩端均滑動連接有豎向內(nèi)滑塊，下傳動連桿位于豎向滑槽外部一端的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動連接有傳動絲桿。該專利技術(shù)雖然達到了人行橋與檢測器之間固定的精確性，降低連接機構(gòu)對檢測結(jié)果的誤差，在一定程度上提高了數(shù)據(jù)真實有效性，但該方法是一種接觸式的檢測方法，在一定程度上仍然會對橋梁振動產(chǎn)生約束，進而影響檢測結(jié)果的準確性，另外其檢測指標較單一，僅為橫向振動位移，沒
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、專利技術(shù)的第一目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點與不足，提供一種人行橋梁振動舒適度檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用非接觸式方法避免了檢測裝置對人行橋振動的影響，檢測結(jié)果客觀，且能夠同時測得人行橋梁的橫向振動位移及豎向振動位移，提高了舒適度檢測的準確性。
2、本專利技術(shù)的第二目的為提供一種人行橋梁振動舒適度檢測方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)同時測得人行橋梁的橫向振動位移及豎向振動位移，解決了現(xiàn)有技術(shù)中針對人行橋舒適度評價檢測裝置的檢測指標單一的問題。
3、本專利技術(shù)的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種人行橋梁振動舒適度檢測系統(tǒng)，包括檢測模塊和與檢測模塊電連接的控制中心，所述檢測模塊包括支撐組件、檢測車和舉升板，所述檢測車設(shè)于支撐組件的頂端，所述舉升板的一側(cè)通過轉(zhuǎn)軸與檢測車轉(zhuǎn)動連接，另一側(cè)通過舉升機構(gòu)與檢測車連接，所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)有豎向角度傳感器；所述舉升板上方等距分布有若干激光測距傳感器，所有激光測距傳感器的測量方向均與舉升板垂直。
4、優(yōu)選的，還包括行人追蹤模塊，所述行人追蹤模塊包括行人追蹤攝像儀和水平角度傳感器，兩個所述行人追蹤攝像儀分別設(shè)于人行橋梁兩端的對角位置，水平角度傳感器設(shè)于行人追蹤攝像儀的底部，所述行人追蹤攝像儀和水平角度傳感器分別與所述控制中心電連接。
5、優(yōu)選的，所述支撐組件包括滑軌梁和至少2個支撐柱，所述滑軌梁設(shè)于支撐柱上并與人行橋梁平行，所述檢測車滑動連接于滑軌梁上。
6、優(yōu)選的，所述檢測車上安裝有齒輪、旋轉(zhuǎn)電機和驅(qū)動器，所述齒輪與滑軌梁上的齒槽咬合連接，所述齒輪由旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動，所述旋轉(zhuǎn)電機與驅(qū)動器電連接，所述驅(qū)動器與控制中心電連接。
7、優(yōu)選的，所述行人追蹤模塊還包括豎直立桿，兩個所述豎直立桿分別安裝于人行橋梁兩端的對角位置，所述行人追蹤攝像儀連接于豎直立桿的頂端。
8、一種人行橋梁振動舒適度檢測方法，應(yīng)用于上述所述的系統(tǒng)，包括步驟：
9、s1、控制中心控制檢測車移動至設(shè)定位置，設(shè)定位置與人行橋梁的待測位置相對應(yīng)；
10、s2、控制中心通過舉升機構(gòu)控制舉升板的水平偏轉(zhuǎn)角α，使得n個激光測距傳感器的測量范圍覆蓋待測位置在豎直平面內(nèi)的測點及預(yù)設(shè)最大振動位移范圍；
11、s3、控制中心通過n個激光測距傳感器實時獲取測距數(shù)據(jù)，并通過豎向角度傳感器測得舉升板的水平偏轉(zhuǎn)角α；
12、s4、控制中心根據(jù)接收的數(shù)據(jù)計算得到任意時刻t人行橋梁的橫向振動位移sx和豎向振動位移sy，并繪制sx-t和sy-t曲線；
13、s5、根據(jù)sx-t和sy-t曲線計算得到其他動力特性指標，所述動力特性指標包括最大橫向振動加速度axmax、最大豎向振動加速度aymax及振動頻率 f。
14、優(yōu)選的，步驟s4具體包括：
15、根據(jù)式（1）計算人行橋梁的橫向振動位移sx：
16、sx=stasinα-stbsinα+(b-a)dcosα+(sb-sa+sta-stb)cosαcotα，式（1），
17、根據(jù)式（2）計算人行橋梁的豎向振動位移sy：
18、sy=stbcosα-stacosα+(b-a)dsinα+(sb-sa+sta-stb)cosα，式（2），
19、其中，sta、stb分別表示待測位置對應(yīng)的位移狀態(tài)為狀態(tài)a和狀態(tài)b時特征點到舉升板的垂直距離，α為水平偏轉(zhuǎn)角即舉升板與水平方向的夾角，d為相鄰兩個激光測距傳感器之間的間距，a表示待測位置為狀態(tài)a時，測距數(shù)據(jù)中變化率突變的激光測距傳感器序號，即n=a，b表示待測位置為狀態(tài)b時，測距數(shù)據(jù)中變化率突變的激光測距傳感器序號，即n=b，sa、sb分別表示序號為a和b的激光測距傳感器的測距數(shù)據(jù)；
20、根據(jù)公式（3）計算特征點到舉升板的垂直距離：
21、，式（3），
22、其中，sti表示待測位置為狀態(tài)i時特征點到舉升板的垂直距離，si、si+1分別表示測距數(shù)據(jù)中變化率突變的相鄰兩個測距數(shù)據(jù)。
23、優(yōu)選的，還包括：在步驟s1之前，控制中心通過控制行人追蹤模塊對行人位置進行實時跟蹤監(jiān)測，將行人位置選定為待測位置，以進行人行橋梁振動舒適度的動態(tài)檢測，所述行人追蹤模塊包括行人追蹤攝像儀和水平角度傳感器，兩個所述行人追蹤攝像儀分別設(shè)于人行橋梁兩端的對角位置，水平角度傳感器設(shè)于行人追蹤攝像儀的底部，所述行人追蹤攝像儀和水平角度傳感器分別與所述控制中心電連接；
24、具體步驟包括：
25、s01、人行橋梁無人經(jīng)過時，控制中心控制檢測車對人行橋梁進行全橋采集并記錄測距數(shù)據(jù)，得到無行人時特征點到舉升板的垂直距離；
26、s02、行人靠近人行橋時，行人追蹤攝像儀自動識別行人并反饋至控制中心，控制中心控制檢測車移動至行人所在的橋端；
27、s03、行人踏入人行橋時，控制中心控制檢測車與行人同步移動，并通過兩個水平角度傳感器實時測得的角度信息計算對應(yīng)時刻的行人位置。
28、優(yōu)選的，步驟s4具體包括：
29、根據(jù)式（4）計算人行橋梁的橫向振動位移sx：
30、sx=△stasinα-△stbsinα+(b-a)dcosα+(sb-sa+本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種人行橋梁振動舒適度檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括檢測模塊和與檢測模塊電連接的控制中心，所述檢測模塊包括支撐組件、檢測車和舉升板，所述檢測車設(shè)于支撐組件的頂端，所述舉升板的一側(cè)通過轉(zhuǎn)軸與檢測車轉(zhuǎn)動連接，另一側(cè)通過舉升機構(gòu)與檢測車連接，所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)有豎向角度傳感器；所述舉升板上方等距分布有若干激光測距傳感器，所有激光測距傳感器的測量方向均與舉升板垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人行橋梁振動舒適度檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括行人追蹤模塊，所述行人追蹤模塊包括行人追蹤攝像儀和水平角度傳感器，兩個所述行人追蹤攝像儀分別設(shè)于人行橋梁兩端的對角位置，水平角度傳感器設(shè)于行人追蹤攝像儀的底部，所述行人追蹤攝像儀和水平角度傳感器分別與所述控制中心電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人行橋梁振動舒適度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐組件包括滑軌梁和至少2個支撐柱，所述滑軌梁設(shè)于支撐柱上并與人行橋梁平行，所述檢測車滑動連接于滑軌梁上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種人行橋梁振動舒適度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測車上安裝有齒輪、旋轉(zhuǎn)電機和驅(qū)動器，所述齒輪與滑軌梁
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種人行橋梁振動舒適度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述行人追蹤模塊還包括豎直立桿，兩個所述豎直立桿分別安裝于人行橋梁兩端的對角位置，所述行人追蹤攝像儀連接于豎直立桿的頂端。
6.一種人行橋梁振動舒適度檢測方法，其特征在于，應(yīng)用于權(quán)利要求1-5任意一項所述的系統(tǒng)，包括步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種人行橋梁振動舒適度檢測方法，其特征在于，步驟S4具體包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種人行橋梁振動舒適度檢測方法，其特征在于，還包括：在步驟S1之前，控制中心通過控制行人追蹤模塊對行人位置進行實時跟蹤監(jiān)測，將行人位置選定為待測位置，以進行人行橋梁振動舒適度的動態(tài)檢測，所述行人追蹤模塊包括行人追蹤攝像儀和水平角度傳感器，兩個所述行人追蹤攝像儀分別設(shè)于人行橋梁兩端的對角位置，水平角度傳感器設(shè)于行人追蹤攝像儀的底部，所述行人追蹤攝像儀和水平角度傳感器分別與所述控制中心電連接；
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種人行橋梁振動舒適度檢測方法，其特征在于，步驟S4具體包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種人行橋梁振動舒適度檢測方法，其特征在于，步驟S03中，行人位置用（x，z）表示，根據(jù)式（6）和式（7）計算行人位置（x，z）：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種人行橋梁振動舒適度檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括檢測模塊和與檢測模塊電連接的控制中心，所述檢測模塊包括支撐組件、檢測車和舉升板，所述檢測車設(shè)于支撐組件的頂端，所述舉升板的一側(cè)通過轉(zhuǎn)軸與檢測車轉(zhuǎn)動連接，另一側(cè)通過舉升機構(gòu)與檢測車連接，所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)有豎向角度傳感器；所述舉升板上方等距分布有若干激光測距傳感器，所有激光測距傳感器的測量方向均與舉升板垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人行橋梁振動舒適度檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括行人追蹤模塊，所述行人追蹤模塊包括行人追蹤攝像儀和水平角度傳感器，兩個所述行人追蹤攝像儀分別設(shè)于人行橋梁兩端的對角位置，水平角度傳感器設(shè)于行人追蹤攝像儀的底部，所述行人追蹤攝像儀和水平角度傳感器分別與所述控制中心電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人行橋梁振動舒適度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐組件包括滑軌梁和至少2個支撐柱，所述滑軌梁設(shè)于支撐柱上并與人行橋梁平行，所述檢測車滑動連接于滑軌梁上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種人行橋梁振動舒適度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測車上安裝有齒輪、旋轉(zhuǎn)電機和驅(qū)動器，所述齒輪與滑軌梁上的齒槽咬合連接，所述齒輪由旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動，所述旋轉(zhuǎn)電機與驅(qū)動器電連接，所述驅(qū)動器與控制中心電連接。
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉偉杰，黃啟云，焦帥，要東明，李云攀，劉新惠，李文檳，曹琪琪，羊豪杰，
申請(專利權(quán))人：廣東省有色工業(yè)建筑質(zhì)量檢測站有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。