加速度传感器在桥梁动态位移测量中的应用研究

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近年来,由于新建桥梁的增多和老旧桥梁维护不及时,桥梁安全事故频发,对我国的现代化建设以及人们的生产生活造成了严重的负面影响。如何对桥梁健康状况实施准确有效的评估一直是大家重点关注的问题。其中对桥梁动态振动位移的检测是一个有效的了解桥梁运行状况的手段。本文提出一种接触式测量桥梁动态振动的方法,通过加速度传感器采集加速度信号,对其进行数值积分,从而得到桥梁振动位移。由于数值积分通过计算机等运算系统硬件完成,具有速度快、存储查看方便的特点,可以满足桥梁动态检测的要求。文中设计了加速度积分算法,并通过实验对积分方法进行误差标定,并用标定后的结果测量全钢结构简支梁的振动位移曲线。论文工作主要内容包括如下几点:1、通过讨论传感器特性和信号系统等理论,选择去直流分量、消除多项式趋势项、数字高通滤波等信号处理方式,对加速度信号进行预处理,满足积分要求。2、设计离散梯形求积算法,对振动加速度信号进行二次积分,得到振动位移。并讨论其加速度、速度、位移信号的相位频率等参量,是否满足理论要求。3、设计非接触式检测振动位移实验,通过对振动图像的采集、精度标定等数字图像处理方法,获得该梁的振动位移,并对加速度积分方法进行标定。4、使用标定后的积分方法测量绘制该梁的振动位移曲线。
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