[发明专利]面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置及其方法

说明书

本发明公开了一种面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置及其方法。加速度传感器固定装置包括固定盒、承台以及加速度传感器安装系统；加速度传感器安装系统包括加速度传感器固定带、固定带卷收系统、传感器夹紧系统、固定带插座；加速度传感器固定带的数量为四根；固定带插座包括插座本体以及四个固定带插槽；固定带卷收系统针对每一条加速度传感器固定带均配置有一个固定带卷收组件，传感器夹紧系统针对每一条加速度传感器固定带均配置有一个传感器夹紧组件。因此，本发明在不对原结构造成损伤、破坏的前提下，实现了不同类别加速度传感器在桥梁不同部位的牢靠固定，以便测量任意方向的动力响应，为桥梁振动监测提供了有效手段。

技术领域

本发明涉及一种面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置及其方法，尤其适用于桥梁结构振动响应的短期监测，属于桥梁工程传感器安装技术领域。

背景技术

桥梁作为交通运输线路的重要组分，对经济社会发展的意义不言而喻。近年来，随着综合国力的大幅提升，也为进一步适应不断迫切的发展需求，我国已建成一大批规模宏大、意义非凡的桥梁。然而，面向现代化的桥梁工程必须面对超大跨度、复杂荷载、长期服役等多项挑战。桥梁跨度的飞跃使得结构进一步轻柔化，荷载的复杂化使得结构动力响应更难以分析与预测，而对结构响应的监测是获得其服役状态的最有效手段。因此，开展桥梁振动响应监测，特别是加速度响应监测已成为桥梁健康监测领域中的一项重要内容。

不同类型的加速度传感器是桥梁振动响应监测的基础，通过将传感器固定于桥梁不同构件以反应结构的振动是普遍采用的手段。随着健康监测手段的普及与意识的加强，结构振动加速度响应的长期监测技术逐步成熟，例如，在钢结构上通过焊接、螺栓连接的方式固定加速度、位移传感器，在混凝土结构中通过预留接头、孔道后灌浆的方式安设传感器等。一方面，传感器的长期固定需采用专门的工艺及器具，这给传感器的安装带来了不便；另一方面，通过焊接、螺栓连接的方式固定传感器不可避免地对钢结构本身产生影响，可能加剧构件锈蚀，影响其服役寿命；预留接头、孔道后灌浆的方式则要求在混凝土结构的施工阶段内完成所有传感器的布置方案设计，且难以进行检修与更换；由于传感器的安装难度大、固定效果差，大跨缆索桥梁中主缆、吊杆、拉索等柔性构件的振动响应监测精度有待进一步提高。此外，针对结构关键部位在服役期间遭受强/台风等极端外荷载的情况，长期监测的传感器测点数量、采集数据精度亦难以精准反应结构受力状态。

相比长期服役的加速度传感器，面向桥梁监测的传感器具有布置灵活、便于更换、不破坏结构等优点，特别在强/台风等极端外荷载下，通过增设短期测点能够更好掌握结构各位置的服役状态，降低了布设大量长期监测的传感器的成本与难度。然而，面向桥梁监测的加速度传感器亦存在一定的限制条件，该技术实现的前提是建立传感器与桥梁各构件（特别是主梁、拉索、吊杆等）有效可靠的连接。因此，亟需一种既不对原结构造成损伤或破坏、又能将加速度传感器紧密固定于桥梁结构的新手段。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种能够将加速度传感器临时固定于桥梁结构的装置，并准确记录测点的振动状态。此外，该装置不仅能固定不同大小的加速度传感器，还能调整加速度传感器的测试方向，同时对桥梁构件的不同外形具有较好的适应性。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置，用于安装固定加速度传感器，包括固定盒以及设置于固定盒内的用于支承加速度传感器的承台；所述固定盒内还设置有加速度传感器安装系统；其中：

所述的加速度传感器安装系统，为可调节捆绑式安装定位结构，能够将所述的加速度传感器捆绑限位安装在承台上方，包括加速度传感器固定带、固定带卷收系统、传感器夹紧系统、固定带插座；

所述的加速度传感器固定带，数量为四根；

所述的固定带插座，包括插座本体以及均布在插座本体四周的四个固定带插槽；