[发明专利]桥梁承重短杆索张力无线自动测试与识别系统

权利要求书

1.一种桥梁承重短杆索张力无线自动测试与识别系统，其特征在于：包括振动传感器、传输模块1、采集模块、识别模块、传输模块2、供电模块、传输模块3和用户终端；振动传感器将桥梁杆索的振动信号通过传输模块1传送至采集模块，采集模块对振动信号进行处理后将数据通过传输模块2传送至识别模块，识别模块根据接收到的数据采用识别算法对桥梁杆索张力进行计算并将计算结果通过传输模块3传送至用户终端。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁承重短杆索张力无线自动测试与识别系统，其特征在于：所述系统还包括云平台，采集模块接收到振动传感器传送的数据，进行处理后通过传输模块3传送至云平台，在云平台上通过识别算法对数据进行计算并得到桥梁杆索张力，用户终端通过访问云平台得到桥梁杆索张力识别结果。

3.根据权利要求1所述的一种桥梁承重短杆索张力无线自动测试与识别系统，其特征在于：识别模块中的识别算法能够实现固支-铰支边界和固支-铰支边界的张力识别以及复杂边界条件下桥梁杆索张力范围估计，具体张力识别方法如下：

1)铰支-铰支边界张力解析公式

TJJ=4fi2ρAl2i2-EIl2(iπ)2]]>

其中，π为圆周率，i为频率阶数，f_i为第i阶自振频率，T_JJ为杆索张力，l为杆索长度，EI为杆索弯曲刚度，ρA为杆索线密度；

2)固支-铰支边界张力解析公式

TJG=4fi2ρAl2(1+μi)2-EIl2(1+μi)2π2]]>

其中，T_JG为固支-铰支边界的杆索张力，μ_i是与相关的待定参数，是与杆索弯曲刚度EI、密度ρA、长度l和自振频率f_i相关的参数，即根据的取值，确定出μ_i的表达式；当频率阶数i＝1时，与μ₁关系见表1所示，表中当频率阶数i≥2时可以得到类似于表1的表达式；

表1 当频率阶数为i＝1时根据确定μ₁取值

3)固支-固支边界张力解析公式

TGG=4fi2ρAl2(1+μi)2-EIl2(1+μi)2π2]]>

其中，T_GG为固支-固支边界的杆索张力，μ_i是与相关的待定参数，是与杆索弯曲刚度EI、密度ρA、长度l和自振频率f_i相关的参数，即根据的取值，确定出μ_i的表达式；当频率阶数i＝1时，与μ₁关系见表2所示，表中当频率阶数i≥2时可以得到类似于表2的表达式；

表2 当频率阶数i＝1时根据确定μ₁取值

4)复杂边界条件张力估计

I类:铰-铰～铰-固：

II类:铰-铰～固-固：

III类:铰-固～固-固：

其中，为复杂边界条件的杆索张力，T_JJ、T_GJ和T_GG根据式1)、式2)和式3)得到。