Estimación dinámica de la tensión del cable del puente con radar interferométrico y análisis tiempo-frecuencia basado en APES
Autores: Wang, Jian; Wang, Xiang; Fan, Chongyi; Li, Yueli; Huang, Xiaotao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
La tensión dinámica del cable es un indicador importante de la salud de un puente. Sin embargo, es difícil de medir con precisión y eficiencia. Se propone un método remoto de medición de la tensión dinámica del cable del puente. Utiliza un sensor radar interferométrico, una técnica de análisis tiempo-frecuencia y un enfoque de estimación de tensión basado en una ecuación de vibración de cuerda. Un radar puede medir los desplazamientos de múltiples cables alineados en un lado de un puente, al mismo tiempo. Al resolver la ecuación de vibración de la cuerda, se calcula la tensión de cada cable a partir de su frecuencia fundamental, que se obtiene analizando tiempo-frecuencia una sección corta del vector de desplazamiento completo del cable de manera superpuesta y por partes. Se utiliza un algoritmo de estimación de amplitud y fase adaptativo (APES) para resolver el problema de deterioro de la resolución de frecuencia debido a la duración corta. Simulaciones y experimentos de campo con un radar interferométrico de banda K validan que el método propuesto es superior a las mediciones tradicionales de tensión de cable en términos de precisión, robustez y eficiencia. El método propuesto tiene un gran valor de aplicación en la medición y monitoreo de grandes puentes atirantados y puentes colgantes de cables.
Descripción
La tensión dinámica del cable es un indicador importante de la salud de un puente. Sin embargo, es difícil de medir con precisión y eficiencia. Se propone un método remoto de medición de la tensión dinámica del cable del puente. Utiliza un sensor radar interferométrico, una técnica de análisis tiempo-frecuencia y un enfoque de estimación de tensión basado en una ecuación de vibración de cuerda. Un radar puede medir los desplazamientos de múltiples cables alineados en un lado de un puente, al mismo tiempo. Al resolver la ecuación de vibración de la cuerda, se calcula la tensión de cada cable a partir de su frecuencia fundamental, que se obtiene analizando tiempo-frecuencia una sección corta del vector de desplazamiento completo del cable de manera superpuesta y por partes. Se utiliza un algoritmo de estimación de amplitud y fase adaptativo (APES) para resolver el problema de deterioro de la resolución de frecuencia debido a la duración corta. Simulaciones y experimentos de campo con un radar interferométrico de banda K validan que el método propuesto es superior a las mediciones tradicionales de tensión de cable en términos de precisión, robustez y eficiencia. El método propuesto tiene un gran valor de aplicación en la medición y monitoreo de grandes puentes atirantados y puentes colgantes de cables.