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申请/专利权人：上海勘察设计研究院(集团)股份有限公司

摘要：本发明涉及城市基础设施建设领域，具体公开了一种基于振动特性的管涵结构健康与外部风险监控系统及方法，所述系统包括振动传感器1、数据线2、采集仪3、终端4；所述振动传感器1为铅垂向振动传感器，且具备防水功能；所述振动传感器1通过数据线2与所述采集仪3连接；所述采集仪3内部设置有无线模块，通过无线通讯与终端4进行实时数据传输；每个管段至少设置3个所述振动传感器1，本发明通过对管涵结构的振动特性，比如固有频率、模态、阻尼比进行长期监测，从而对管涵结构的监控状态进行长期监测，同时本发明也能够对外部振源引起的管涵结构的振动响应进行实时长期监测，及时对外部风险进行预警。

主权项：1.一种基于振动特性的管涵结构健康与外部风险监控系统，其特征在于，包括振动传感器1、数据线2、采集仪3、终端4；所述振动传感器1为铅垂向振动传感器，且具备防水功能；所述振动传感器1通过数据线2与所述采集仪3连接；所述采集仪3内部设置有无线模块，通过无线通讯与终端4进行实时数据传输；每个管段设置3个所述振动传感器1；上述基于振动特性的管涵结构健康与外部风险监控系统在管涵5检测中的布置方法：包括将采集仪3设置在管涵5顶部的覆土6之上，并在管涵5顶部沿纵向固定3个振动传感器1，前后2个分别位于同一根管涵5的前后两条伸缩缝7处，中间的振动传感器1到上述两条伸缩缝7的距离相等；上述基于振动特性的管涵结构健康与外部风险监控系统的工作方法：包括以下具体步骤：S1振动设备安装及振动监测：在管涵顶部沿纵向固定若干振动传感器1，并通过采集仪3以及无线传输模块将振动时程曲线实时传输到终端4；S2初始振动特性参数获取：在常时微振环境下采集一段振动时程曲线，通过模态分析；得到初始固有频率ωc和初始模态振型S3背景振动幅值获取，在常时微振环境下采集一段振动时程曲线，计算背景振动峰值如下式， 式中：xt----振动时程曲线；S4实时获取振动特性参数：设置模态分析数据长度以及数据偏移量，得到一组振动特性参数，即固有频率ωs和模态振型S5实时计算损伤指标：基于初始振动特性参数和实时的振动特性参数，计算频率变化率Δω′和模态相似指数MSI；如下式， 式中：ωs----实时固有频率ωc----初始固有频率 式中：----实时模态振型 ----初始模态振型；S6结构损伤预警：按下表参数进行结构损伤预警风险评估 S7实时计算振动响应：设置振动响应分析数据长度以及数据偏移量，每隔一段时间得到一组振动幅值峰值并计算振幅峰值变化率ΔX′max，如下式， S8振动响应预警：按下表参数进行振动响应预警风险评估

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