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1、第20卷第1期仪器仪表学报1999年2月X铁路桥梁动挠度惯性测量方法谢毅严普强毛乐山(清华大学精密仪器与机械学系精密测试技术与仪器国家重点实验室北京100084)摘要铁路桥梁动挠度测量一直是困扰工程界的难题。传统的相对式测量方法需要在测量现场找到静止不动的基准点,难以实现。用地震式传感器测量动挠度,传感器的有限低频效应导致输出信号的畸变。本文提出一种结合信号恢复处理,用地震式低频振动传感器测量桥梁动挠度的新方法。利用信号恢复技术,补偿因地震式低频振动传感器频率特性而畸变的输出信号。本文深入讨论系统存在零点时的恢复方法以及噪声下信号恢复处理的不适定
2、性问题。利用桥梁动挠度的部分先验知识,外推信噪比差的部分低频谱线,反演原始信号。本文的研究为列车激励下桥梁空间振动形态的测量提供了便捷有效的手段。关键词铁路桥梁动挠度惯性测量方法时限信号恢复地震式低频振动传感器InertialMeasurementMethodforRailwayBridgeDynamicDeflectionXieYiYanPuqiangMaoLeshan(StateKeyLab.ofPrecisionMeasurementTechnologyandInstrumentsDep.TsinghuaUniv.Beijing100084
3、)AbstractRailwayBridgeDynamicDeflection(BDD)isanimportantparameterforbridgequalityevaluation.BDDinfluencesthesecurityandstabilityofatraininmotion.However,measurementofBDDremainsanunre-solvedproblemuptonow.Ononehand,itisdifficulttofindastationaryreferenceplaneintestingsitefora
4、re-lativemeasurementsystem.Ontheotherhand,theBDDsignalwillbedistortedwhenmeasuredwithaseis-mictransducerduetothelimitedlowfrequencyresponseeffectofseismictransducer.Inthispaper,theauthorsputforwardanewmethodformeasurementofBDDwithseismiclowfrequencyvibrationtransducer(calledD
5、P).SignalrecoverytechniqueisadoptedtocompensateDP'soutputwhichisdistortedbyDP'sfrequencyre-sponsecharacteristics.AndpartknownofknowledgeofBDDisfurtherlyincorporatedinreconstructionofsomelowfrequencyspectrallineswhicharecontaminatedseriouslybylowfrequencynoise.Thentherealmea-s
6、uredsignalisacquired.TheworkinthispaperprovidesaconvenientandeffectivemethodformeasurementofBDD,whichlaysthefoundationformeasurementandresearchofbridgespatialvibrationexcitedbyatrainpassingby.KeywordsRailwaybridgedynamicdeflectionInertialmeasurementmethodTime-limitedsignalrec
7、overySeismiclowfrequencyvibrationtransducer映频带分布呈低通型的动挠度信号。但要求在现场找1引言到静止不动的测量基准,使用不便,也易受环境因素干扰,影响测量精度。此外,不易于多点同时监测,无法分铁路桥梁动挠度反映列车行进过程中梁体的动态析各测点振动的相位关系,无法测出桥梁的振型。变形,是评估桥梁质量、分析梁体潜在故障的一项综合地震式振动传感器测量动挠度信号,是一种惯性性指标。控制梁体的动挠度,对于确保行车安全与舒适测量方法,便于现场应用。但地震式振动传感器的输出具有重要意义。反映位移时,低频段幅度、相位频
8、率特性无法满足低通迄今为止,铁路桥梁动挠度测量一直是困挠工程型动挠度信号测量的不失真测试条件,导致信号畸变,界的难题。普遍采用的相对式测
