(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210986213.0 (22)申请日 2022.08.17 (71)申请人 重庆大学 地址 400044 重庆市沙坪坝区正 街174号 (72)发明人 杨永斌　王志鲁　 (74)专利代理 机构 上海科律专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 31290 专利代理师 叶凤 (51)Int.Cl. G01M 5/00(2006.01) G01D 21/02(2006.01) G06K 9/00(2022.01) G06F 17/18(2006.01) (54)发明名称 一种基于车辆振动信号的桥梁支承弱侧端 快速检测方法 (57)摘要 一种基于车辆振动信号的桥梁支承弱侧端 快速检测方法,本发明所涉及的检测技术为 “间 接测量法 ”， 仅需将传感器安置于过桥车辆(测量 车)之上， 无需将传感器安置于桥梁之上， 其能大 幅提高检测效率， 且不会干扰正常交通。 本发明 提出了一种基于过桥车辆振动信号的桥梁支承 弱侧端检测方法， 其能够快速、 准确筛查出左右 支承不一致的桥梁， 判别出桥梁支承弱侧端， 为 桥梁支承的定点精细化人工核检提供参考依据。 本发明检测方法可以排除路面不平整度的影响， 可以排除车体自身振动干扰， 对桥梁弱支承端 敏 感。 权利要求书1页 说明书9页 附图2页 CN 115165267 A 2022.10.11 CN 115165267 A 1.一种基于车辆振动信号的桥梁支承弱侧端快速检测方法， 其特征在于， 构建能够感 知桥梁左右支承不一致条件的 “正反向信号包络比 ”指标， 即式(8)， 该 “正反向信号包络比 ” 指标应用时具有剔除车辆自身干扰不利影响和路面平整度带来的不利影响， 因此可提高检 测敏感度。 2.如权利要求书1所述的方法， 其特 征在于， 应用时具体包括 步骤： (1)在车上布置加速度传感器： 将加速度传感器安装于双轴车的前后车轴A1,A2位置； (2)采集加速度数据： 双轴车匀速正、 反双向驶过待测桥梁， 信号采集系 统记录传感器 得到的两组数据： 正向行驶采集的前后车轴数据记录为 和 反向行驶采集的前后 车轴数据记录为 和 (3)获取速度和位移数据： 对步骤(2)中所得的两组加速度数据 和 和 分别对时间t进行积分得到速度响应 和 和 再次积分得到位移 响应y1(t)和y2(t)、 和 (4)提取正向、 反向信号的包络线： 采用Hilbert函数利用式(7)提取正向、 反向车辆振 动信号的包络线， 分别记为E+和E‑： E+或 (5)计算正、 反向信号包络比指标： 利用式(8)计算正向、 反向信号的包络比， 依据 ε值大 小确定桥梁支承的弱侧端； ε>1表明车辆正向出发的桥梁左侧端 出现了振动信号放大， 此称 为“弱侧放大 ”现象， 判定此端为支承弱侧端， 相反 ε<1表明桥梁右侧为支承弱侧端； 3.如权利要求书1所述的方法， 其特征在于， 桥梁支承损伤引发的支承刚度折减会改变 桥梁结构的约束条件， 致使桥梁 结构不再是力学对称结构， 车辆正、 反向行驶引致的桥梁动 力系统行为将出现不一致现象； 由于车 ‑桥耦合机理， 车辆正、 反向行驶振动信号亦会出现 不一致， 且具有明显的 “弱侧放大 ”现象， 即车辆从桥梁弱侧端 出发引致的车 ‑桥系统振动响 应大于从另一侧出发的响应； “正反向信号包络比 ”指标， 其通过车辆振动信号计算得到， 该指标能够有效同时剔除 路面不平整度和车辆自身振动这两主要干扰因素的影响， 其能显著增强车辆对桥梁支承弱 侧端的感知敏感度。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115165267 A 2一种基于车辆振动信号的 桥梁支承弱侧端快速检测方 法 技术领域 [0001]本发明属于桥梁维护管理技术领域， 具体涉及一种利用过桥车辆响应的桥梁支承 弱侧端间接快速检测方法。 背景技术 [0002]桥墩、 支座等支承构件是桥梁结构边界约束的基本元素， 与桥梁的安全和稳定紧 密相关。 受材料老化、 交通荷载尤其超载的影响， 桥梁支承构件常常会发生破坏， 致使桥梁 支承的一侧或两侧刚度折损。 桥梁支承构件检测是桥梁结构安全巡检的重要组成部分。 [0003]目前， 桥梁支承的工程巡检仍以目测为主。 但由于支承结构处于桥梁主体下部， 故 检测工程师往往需借助桥检车或升降机等辅助设备， 检测效率低， 且检测结果受主观因素 影响较大。 [0004]近年来， 有学者初探了基于无人机和爬升机器人的桥梁支承检测方法， 其能避免 工程师的高空作业， 节省人力， 但检测仍以拍照为主， 仅能探查表面裂纹等损伤， 检测效率 仍未得到显著改善。 另一方面， 由于桥梁支座尺寸较小， 且隐蔽于桥端与墩台之间， 无人机 和爬升机器人一般无法实现对桥梁支座的检测。 发明内容 [0005]本发明所要解决的技术问题在于， 如何构建用于检测桥梁支承弱侧端的响应指 标， 且同时剔除车辆自身干扰和路面平整度的影响， 以提高检测敏感度。 [0006]为实现上述目的， 本发明采用的技 术方案： [0007]一种基于车辆振动信号的桥梁支承弱侧端快速检测方法， 其特征在于， 构建能够 感知桥梁左右支承不一致条件的 “正反向信号包络比 ”指标， 即式(8)， 该 “正反向信号包络 比”指标应用时具有剔除车辆 自身干扰不利影响和路面平整度带来的不利影响， 因此可提 高检测敏感度。 [0008]一种基于车辆振动信号的桥梁支承弱侧端快速检测方法， 应用时具体包括 步骤： [0009](1)在车上布置加速度传感器： 将加速度传感器安装于双轴车的前后 车轴A1,A2位 置； [0010](2)采集加速度数据： 双轴车匀速正、 反双向驶过待测桥梁， 信号采集系统记录传 感器得到的两组数据： 正向行驶采集的前后车轴数据记录为 和 反向行驶采集的 前后车轴数据记录为 和 [0011](3)获取速度和位移数据： 对步骤(2)中所得的两组加速度数据 和 和 分别对时间t进行积分得到速度响应 和 和 再次积分可 得到位移响应y1(t)和y2(t)、 和 [0012](4)提取正向、 反向信号的包络线： 采用Hilbert函数利用式(7)提取正向、 反向车 辆振动信号的包络线， 分别记为E+和E‑：说　明　书 1/9 页 3 CN 115165267 A 3