本发明涉及桥梁监测、检测技术领域，具体涉及一种桥梁竖向频率、扭转频率、振型、阻尼、粗糙度以及损伤位置、程度的判断的健康监测系统。
背景技术
传统的桥梁监测系统是直接测量的方法，该方法需要在桥梁上安装大量传感器，费用昂贵，可重复利用性差。同时仪器的安装、拆卸、保养和维护都依赖于现场作业，也必须封锁桥梁，对于交通服务是一种严重干扰。目前我国桥梁数量巨大，传统的桥梁监测系统既不经济又严重阻碍民众出行需求。因此，亟需探索和解决在不影响民众出行条件下的经济性好的方法，实现桥梁健康状况的监测。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种桥梁全状态多功能智能健康监测系统，其特征在于:包括牵引车、测量车、连接构件和信号收集及处理系统。
所述连接构件主要包括测量车端连杆、球铰ⅰ、长连杆、球铰ⅱ、牵引车端连杆、滑槽、槽内滑板、固定螺丝钉
球铰ⅰ和球铰ⅱ均包含一个球节点，该球节点的两端是连接杆。
所述测量车端连杆一端为连接部、另一端是螺纹端。所述测量车端连杆的螺纹端与球铰ⅰ一端的连接杆连接。所述球铰ⅰ另一端的连接杆连接长连杆的螺纹端。所述长连杆的两端均是螺纹端，一个螺纹端与球铰ⅰ连接、另一个螺纹端与球铰ⅱ连接。所述球铰ⅱ一端的连接杆与长连杆的螺纹端连接、另一端的连接杆与牵引车端连杆连接。所述牵引车端连杆一端是螺纹端、另一端固定在槽内滑板的板面上。所述牵引车端连杆的螺纹端与球铰ⅱ的连接杆相连。所述滑槽是一段内卷边槽钢。所述槽内滑板位于内卷边槽钢的内部。所述槽内滑板具有一个螺纹孔。从背向滑槽的一侧，从槽内滑板的螺纹孔中旋入固定螺丝钉。松开所述固定螺丝钉时，槽内滑板可沿滑槽上、下滑动。紧固所述固定螺丝钉时，固定螺丝钉顶紧内卷边槽钢的槽底，槽内滑板一侧顶紧内卷边槽钢的卷边。
所述牵引车的尾部具有一垂直于水平面的平板。所述滑槽背向球铰ⅱ的一侧固定在该平板上。
所述测量车包括车盖、车板、配重、车轴、车轮、阻尼器和柔性垫块。
所述车轴固定于车板的上方。所述车轴的两端安装车轮。所述车板的上表面安装车盖。即采用吊篮式设计，整个车体悬架在车轴以下，测量车的重心集中于车轴正下方。所述测量车面向连接杆件的一侧安装柔性垫块。所述柔性垫块一侧固定在板车上，另一侧固定在测量车端连杆的连接部。
信号收集及处理系统包括一个或多个采集振动信号的信号传感器。信号传感器位于测量车上。在牵引车牵引测量车的过程中，采集振动信号。
进一步，车轴质量是测量车车体总质量的80％，其余部分为测量车车体总质量的20％。
进一步，所述配重可放置于板车上用以改变测量车车体频率。
进一步，所述阻尼器可放置于板车上，用以减小测量车车体振动。
进一步，所述柔性垫块为橡胶或其它柔软且富有弹性的材质，用以减缓牵引车的振动传入。
进一步，测量车的车轮采用可调整轮胎，轮胎可更换，通过改变轮胎来改变车体阻尼、竖向刚度以及车体频率。
进一步，信号收集及处理系统用信号传感器收集振动信号，通过信号传输装置传输所收录信号至信号放大装置，后由信号处理装置进行数据分析。
进一步，信号收集及处理系统中的信号传输装置可采取有线或无线信号传输方式。
进一步，信号传感器可采用位移型、速度型、加速度型传感器和视觉传感器，信号传感器可放置于车轴处。
本发明的技术效果是毋庸置疑的，可提供一种经济性好、效率高、可移动性好的桥梁健康监测装置，可以在不影响民众出行的情况下进行桥梁健康状态的监测，将测得的数据进行处理，可得到桥梁健康状态。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种桥梁全状态多功能智能健康监测系统结构示意图；
图2为本发明实施例提供的测量车结构示意图；
图3为本发明实施例提供的连接构件结构示意图；
图4为本发明滑槽、内滑板示意图；
图5为本发明柔性垫块示意图；
图6为发明实施例提供的一种信号收集及处理系统结构示意图。
图中：牵引车(1)、测量车(2)、车盖(201)、板车(202)、配重(203)、车轴(204)、车轮(205)、阻尼器(206)、柔性垫块(207)、连接杆件(3)、测量车端连杆(301)、球铰ⅰ(302)、长连杆(303)、球铰ⅱ(304)、牵引车端连杆(305)、滑槽(306)、槽内滑板(307)、固定螺丝钉(308)、信号收集及处理系统(4)、信号传感器(401)、信号传输装置ⅰ(402)、信号放大装置(403)、信号传输装置ⅱ(404)、信号处理装置(405)。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
一种桥梁全状态多功能智能健康监测系统，包括牵引车1、测量车2、连接构件3和信号收集及处理系统4。
所述连接构件3主要包括测量车端连杆301、球铰ⅰ302、长连杆303、球铰ⅱ304、牵引车端连杆305、滑槽306、槽内滑板307、固定螺丝钉308
球铰ⅰ302和球铰ⅱ304均包含一个球节点，该球节点的两端是连接杆。
所述测量车端连杆301一端为连接部、另一端是螺纹端。所述测量车端连杆301的螺纹端与球铰ⅰ302一端的连接杆连接。所述球铰ⅰ302另一端的连接杆连接长连杆303的螺纹端。所述长连杆303的两端均是螺纹端，一个螺纹端与球铰ⅰ302连接、另一个螺纹端与球铰ⅱ304连接。所述球铰ⅱ304一端的连接杆与长连杆303的螺纹端连接、另一端的连接杆与牵引车端连杆305连接。所述牵引车端连杆305一端是螺纹端、另一端固定在槽内滑板307的板面上。所述牵引车端连杆305的螺纹端与球铰ⅱ304的连接杆相连。所述滑槽306是一段内卷边槽钢。所述槽内滑板307位于内卷边槽钢的内部。所述槽内滑板307具有一个螺纹孔。从背向滑槽306的一侧，从槽内滑板307的螺纹孔中旋入固定螺丝钉308。松开所述固定螺丝钉308时，槽内滑板307可沿滑槽306上、下滑动。紧固所述固定螺丝钉308时，固定螺丝钉308顶紧内卷边槽钢的槽底，槽内滑板307一侧顶紧内卷边槽钢的卷边。
所述牵引车1的尾部具有一垂直于水平面的平板。所述滑槽306背向球铰ⅱ304的一侧固定在该平板上。
所述测量车2包括车盖201、车板202、配重203、车轴204、车轮205、阻尼器206和柔性垫块207。
所述车轴204固定于车板202的上方。所述车轴204的两端安装车轮205。所述车板202的上表面安装车盖201。即采用吊篮式设计，整个车体悬架在车轴204以下，测量车2的重心集中于车轴204正下方。实施例中，车轴204质量是测量车2车体总质量的80％，其余部分为测量车2车体总质量的20％。所述配重203可放置于板车202上用以改变测量车2车体频率。阻尼器206放置于板车202上，用以减小测量车2车体的振动。车轮205采用可调整轮胎，轮胎可更换，通过改变轮胎来改变车体阻尼、竖向刚度以及车体频率。测量车的车盖、车板采用吊篮式设计，整个车体悬架在车轴以下，测量车的重心集中于车轴正下方，有良好稳定性和单自由度车几何特性。
所述测量车2面向连接杆件3的一侧安装柔性垫块207。所述柔性垫块207一侧固定在板车202上，另一侧固定在测量车端连杆301的连接部，柔性垫块207为橡胶或其它柔软且富有弹性的材质，用以减缓牵引车的振动传入。滑槽306调节牵引车端连杆305的高度与测量车端连杆301高度相同，拧紧固定螺丝钉308，再用两端分别连接球铰ⅰ302和球铰ⅱ304的长连杆303连接牵引车1和测量车2，此时，测量车端连杆301水平，测量车2只受到水平拉力。
信号收集及处理系统4包括一个或多个采集振动信号的信号传感器401。信号传感器401位于测量车2上。
牵引车1为本桥梁全状态多功能智能健康监测系统的动力牵引装置，牵引测量车2在待测桥梁上移动，检测车2可在牵引车1的牵引下在桥面上移动，同时也可以静止于桥面上。
参见图5，桥梁全状态多功能智能健康监测系统提供的一种信号收集及处理系统结构示意图，当本桥梁全状态多功能智能健康监测系统在未知桥梁上移动或者静止于未知桥梁上时，由测量车2中的信号传感器401收录振动数据。在信号传感器401获取了振动响应数据之后，透过信号传输装置402传输振动信号至信号放大器403，信号放大器403的作用是将信号传感器401所测得的信号放大，由信号处理装置405处理。
信号收集及处理系统4的信号传感器401安装于测量车2的质车轴上，信号传感器401可采用一个或多个，在实际测量中可根据现场情况对传感器位置和数量进行调整。其中，信号传感器401可采用位移型、速度型、加速度型传感器和视觉传感器。
信号收集及处理系统4中的信号传输装置ⅰ和信号传输装置ⅱ可采用有线或无线信号传输方式，本发明不拘泥于各种信号的传输方式。通过外部的信号处理装置405所预设的程序对振动响应数据进行自动滤波和时频变换分析，从而确定桥梁竖向频率、扭转频率、振型、阻尼、粗糙度以及桥梁损伤位置、程度。