基于前端處理的斜拉索索力智能監測系統研究

董樺樺, 荊國強, 馬長飛, 李東明, 馮 歡

(1.溫州市城市基礎設施建設投資有限公司, 浙江 溫州 325005; 2.橋梁智能與綠色建造全國重點實驗室, 武漢 430034; 3.中鐵大橋科學研究院有限公司, 武漢 430034; 4.中國地質大學自動化學院信息實驗中心, 武漢 430074)

斜拉索作為斜拉橋的重要受力構件,是橋梁健康監測的重點關注對象。在工程應用中,拉索索力測量常用的測定方法有油壓表讀數法[1]、壓力傳感器測定法[2]、磁通量法[3]、雷達非接觸測量法[4-5]、基于圖像視覺的測量方法及振動頻率法[6]。前2種方法一般僅適用于橋梁施工階段拉索張拉時的索力測定,難以對運營期橋梁拉索的索力進行復測,應用受到限制。磁通量法在初期費用投入、安裝方便性方面還有待改善。雷達非接觸測量法效率高,Zhao等[7]提出了一種利用自主研發的微波干涉雷達測量大跨度斜拉橋索力的方法,并通過斜拉式人行天橋實際工程進行現場測量,但對測量環境要求較高,測量索面不允許有障礙物遮擋。基于圖像視覺的測量方法,Wang等[8]提出了一種基于輕量級智能手機圖像算法測量復雜條件下斜拉索振動位移的方法,在視覺振動中對多個項目、多個索面進行實時監控;Du等[9]基于數字圖像技術通過相機捕獲單點和多點圖像來識別索力,將數字圖像技術的斜拉索多點振動模式與數值模擬進行比較,然而該方法對光學系統依賴性與要求較強,其識別的準確性主要取決于圖像處理算法、特性提取、圖像傳感器識別量化響應、光源穩定性及視覺系統解析的精度與可靠性。……