[发明专利]一种基于雨流计数法的悬索桥梁端振动次数统计方法

说明书

本发明公开了一种基于雨流计数法的悬索桥梁端振动次数统计方法，是将悬索桥梁端振动产生的纵向位移时程曲线数据进行处理，作为适合雨流计数法处理的数组，进一步对峰谷值进行简化和对接处理，最后简化为若干个载荷循环，并通过雨流计数法提取循环数，进而统计得到悬索桥梁端振动次数；该方法具有设计科学、统计准确、效率高、操作简单的特点。

技术领域

本发明涉及悬索桥梁端振动次数统计技术领域，更具体的涉及一种基于雨流计数法的悬索桥梁端振动次数统计方法。

背景技术

随着公路客运交通和城市轨道交通建设步伐的加快，大跨径悬索桥和轨道桥梁的建设取得了瞩目的成绩，桥梁在重载、高速汽车荷载作用下的振动性能受到研究者的广泛关注，当车辆经过桥梁时，桥梁结构除了承受静力作用还会受到移动荷载的冲击，动力作用激发桥梁振动会引起结构构件出现疲劳，强度和稳定性降低的问题，动载荷作用下桥梁受迫振动的频率接近其自振频率时，还会产生共振现象，对结构安全极为不利，对于大跨度悬索桥，由于桥梁整体刚度相对较弱，车-桥耦合对桥梁的不利影响更为严重，因此，车-桥动力相互作用引起的桥梁振动一直受到桥梁设计和研究人员的重视，振动次数的统计是桥梁振动领域的一个重要课题。

随着桥梁结构的设计理论逐渐完善，依靠新型建造材料和不断革新的施工技术，桥梁的跨度越来越大，结构也越来越柔，有必要对长期大跨度结构进行结构健康监测，其中，通过传感器采集悬索桥梁端的位移信号，利用采集器将相应位移数据通过传输模块传输至计算机，计算机用合理的统计方法进行桥梁振动次数的统计，具有重要的理论意义和工程应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于雨流计数法的悬索桥梁端振动次数统计方法。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：本发明的技术解决方案为：一种基于雨流计数法的悬索桥梁端振动次数统计方法，包括以下步骤：

(1)．获取悬索桥梁端的纵向位移时程曲线数据，

(2)．对步骤1获取的纵向位移时程曲线数据进行相邻等值数压缩处理，提取局部峰谷值，作为雨流计数法处理的数组。

1）. 相邻等值数据点压缩：剔除相邻等值数据点，相邻等值数据点只保留第一个。

2）．峰谷值的提取：对于剔除相邻等值数据点之后得到新的数据点，中间数据点与相邻的两个数据点之间的差值的乘积，如果均为正值，则中间点为峰点，如果均为负值，则中间点为谷点，并分出峰点和谷点；若中间数据点与相邻的两个数据点之间的差值的乘积为负值，则中间点非峰谷值，继续进行下一组数据点的判断，提取峰谷值组成新的二维数组，作为雨流计数法处理的数组。

(3)．判断雨流计数法处理的数组的峰谷值点总数，若是奇数，则对以上雨流计数法处理的数组不做变化，若是偶数，则去掉最后一个点，判断雨流计数法处理的数组的首尾点是峰点值还是谷点值，若是峰点值则将首尾两点的值均取二者中的较大者，若是谷点值则将首尾两点的值均取二者中的较小者。

(4).将峰谷值的调整过的二维数组从最高波峰（或最低波谷）点处断开，将左段的起点与右端的末点进行对接，使新的纵向位移时程的首尾皆为最高波峰（或最低波谷）点。

(5).用四点法进行一次雨流计数，4个点的选取遵循单向选取、循环进行的原则，并剔除计数点，更新用于删除计数点的数组和雨流计数剩下点的数组，记录相应的应力循环数。

(6).对一次雨流计数后剩下的点编制循环命令流，对其再次使用四点法进行雨流计数法处理，继续提取循环数直至剩下最后3个数据点为止。最后3个组成一个循环，至此整个雨流计数法程序完成。