[发明专利]铁路桥墩健康状态评估方法、设备及系统

说明书

本申请涉及一种铁路桥墩健康状态评估方法、设备及系统。该方法包括：获取若干传感器采集的动力时程响应数据；对动力时程响应数据进行频谱分析，得到频谱数据，并基于频谱数据确认待测桥墩的分析频率；根据分析频率和频谱数据，得到第一侧梁体等效到靠近待测桥墩的第一集中质量，以及第二侧梁体等效到靠近待测桥墩的第二集中质量，并基于第一集中质量和第二集中质量，得到待测桥墩的墩顶等效集中质量；采用墩顶等效集中质量获取简化分析模型，并基于简化分析模型，通过模型修正输出待测桥墩的健康状态评估指标。本申请可以有效提高对桥墩健康状态评估的准确性。

技术领域

本申请涉及桥梁工程养护工程技术领域，特别是涉及一种铁路桥墩健康状态评估方法、设备及系统。

背景技术

铁路桥墩作为桥梁结构的重要组成部分，其工作状态将直接影响整个桥梁结构的性能。对比桥梁上部结构，桥墩不仅承受来自列车的动力荷载，同时还承受河水冲刷，盐碱腐蚀、车船撞击、地震等诸多因素的影响，导致桥墩更容易出现各种病害。而且桥墩发生事故的后果往往较为严重，故近年来国内对桥墩健康状态评估的研究也越来越多。

模态频率是桥墩健全度评估的基础，因此如何获得精确的桥墩模态频率成为工程实际中亟待解决的问题。桥墩频率的传统测试方法主要包括余振法、环境激励法、模态试验法或冲击振动试验法，以上方法均是基于频域的测试方法，然而实际的铁路多跨简支梁桥是由桥墩和梁体等构件通过桥梁支座、桥面系和桥梁附属结构等设施联结在一起组成的系统。系统中各构件相互耦合，组成一个复杂的空间耦合体系，当系统某一构件产生振动时，会同时引起相邻构件的振动，这种简支梁体系内各构件的空间耦合振动特性在响应频谱中也会得到体现。因此在实际测量中如何得到以某一桥墩振动为主的自振频率是本研究的难点，这也给后续的桥墩健康状态评估造成了极大的困扰。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统的铁路桥墩健康状态评估不准确。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种铁路桥墩健康状态评估方法、设备及系统。

一种铁路桥墩健康状态评估方法，包括：

获取若干传感器采集的动力时程响应数据；若干传感器分别设于待测桥墩测试点、待测桥墩的第一侧梁体的测试点，以及待测桥墩的第二侧梁体的测试点；

对动力时程响应数据进行频谱分析，得到频谱数据，并基于频谱数据确认待测桥墩的分析频率；

根据分析频率和频谱数据，得到第一侧梁体等效到靠近待测桥墩的第一集中质量，以及第二侧梁体等效到靠近待测桥墩的第二集中质量，并基于第一集中质量和第二集中质量，得到待测桥墩的墩顶等效集中质量；

采用墩顶等效集中质量获取简化分析模型，并基于简化分析模型，通过模型修正输出待测桥墩的健康状态评估指标。

在其中一个实施例中，频谱数据包括第一侧梁体的频谱数据以及第二侧梁体的频谱数据；

根据分析频率和频谱数据，得到第一侧梁体等效到靠近待测桥墩的第一集中质量，以及第二侧梁体等效到靠近待测桥墩的第二集中质量的步骤，包括：

基于第一侧梁体的频谱数据，得到分析频率处第一侧梁体的幅值；基于第二侧梁体的频谱数据，得到分析频率处第二侧梁体的幅值；

根据分析频率处第一侧梁体的幅值，确认第一侧梁体的振型；根据分析频率处第二侧梁体的幅值，确认第二侧梁体的振型；

处理分析频率处第一侧梁体的幅值，以及第一侧梁体的振型，得到第一集中质量；处理分析频率处第二侧梁体的幅值，以及第二侧梁体的振型，得到第二集中质量。

在其中一个实施例中，