[发明专利]主动激振式桥梁缆索检测装置及检测方法

说明书

本发明公开了一种主动激振式桥梁缆索检测装置及检测方法。其中，主动激振式桥梁缆索检测装置为便携式可移动的桥梁缆索检测装置，包括夹具、加速度传感器、作动器和反力组件，夹具用于可拆卸地与各类粗细及表面情况不同的待检测桥梁缆索固定；加速度传感器安装在夹具上，用于采集待检测桥梁缆索振动时的加速度时程，以便由加速度时程提取待检测桥梁缆索自振频率和阻尼信息；作动器的一端与夹具相连，用于主动激发待检测桥梁缆索振动；反力组件与作动器的另一端相连，用于给作动器提供反力。本发明可以便捷、高效、准确地检测桥梁缆索的自振频率和阻尼，确保桥梁缆索及缆索附加的阻尼器处于安全状态。

技术领域

本发明涉及桥梁健康监测技术领域，尤其是涉及一种主动激振式桥梁缆索检测装置及检测方法。

背景技术

近年来，我国基础设施快速发展，各地兴建了大量桥梁。桥梁损毁一般伴随着重大生命财产损失，故在桥梁使用期间，对其进行定期维护和健康检测至关重要。对于悬索桥、斜拉桥而言，桥梁上使用的缆索是主要受力构件，缆索安全才能保证桥梁安全。与此同时，桥梁缆索一般通过附加阻尼器的方式来减小缆索风振的影响，缆索附加阻尼器失效将给桥梁带来重大的安全隐患。

目前针对桥梁缆索自振频率和阻尼的检测一般通过被动方式进行，即通过风荷载、车辆荷载等自然激励激发缆索振动，根据振动情况识别缆索自振频率和阻尼。然而，被动式检测由于激励荷载的随机性和不确定性，一般得到的缆索振动频谱复杂、幅值较小，而且检测结果具有不可重复性，故得到的检测结果准确度不高，所需检测时间长。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种主动激振式桥梁缆索检测装置，可以便捷、高效、准确地检测桥梁缆索的自振频率和阻尼，确保桥梁缆索及缆索附加的阻尼器处于安全状态。

根据本发明一方面实施例的主动激振式桥梁缆索检测装置，所述主动激振式桥梁缆索检测装置为便携式可移动的桥梁缆索检测装置，所述主动激振式桥梁缆索检测装置包括：

夹具，所述夹具用于可拆卸地与各类粗细及表面情况不同的待检测桥梁缆索固定；

加速度传感器，所述加速度传感器安装在所述夹具上，用于采集所述待检测桥梁缆索振动时的加速度时程，以便由所述加速度时程提取所述待检测桥梁缆索自振频率和阻尼信息；

作动器，所述作动器的一端与所述夹具相连，用于主动激发所述待检测桥梁缆索振动；

反力组件，所述反力组件与所述作动器的另一端相连，用于给所述作动器提供反力。

根据本发明一方面实施例的主动激振式桥梁缆索检测装置，一方面，通过夹具使作动器和桥梁缆索相连，作动器主动激振待检测桥梁缆索振动，反力组件为作动器提供反力，桥梁缆索所受激励荷载明确，获得的桥梁缆索振动频谱清晰、幅值可控、可重复进行，桥梁缆索检测过程速度快、准确度高，实现了高效快速检测桥梁缆索的自振频率和阻尼，确保桥梁缆索及桥梁缆索附加的阻尼器处于安全状态；另一方面，夹具用于可拆卸地与各类粗细及表面情况不同的待检测桥梁缆索固定，整个检测装置可移动，从而使本发明实施例的主动激振式桥梁缆索检测装置可重复对不同的桥梁缆索进行检测，利用效率高，检测应用范围广，有利于提升桥梁缆索安全检测的工作效率。

根据本发明一方面的一个实施例，所述反力组件为反力支座，所述反力支座与所述作动器的另一端相连；当所述主动激振式桥梁缆索检测装置工作时，所述反力支座用于可拆卸地接地。

根据本发明一方面进一步的实施例，所述反力支座与所述作动器之间以及所述作动器与所述夹具之间均采用球铰。

根据本发明一方面的一个实施例，所述反力组件为质量弹簧体系，所述质量弹簧体系包括质量块和弹簧，所述质量块与所述作动器的另一端相连，所述弹簧的两端分别与所述质量块和所述夹具对应相连；当所述主动激振式桥梁缆索检测装置工作时，所述质量块处于悬空状态。