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2026, 02, v.25 1-5
基于MEMS的悬索桥吊索索力测量技术研究
基金项目(Foundation): 2022年湖南省教育厅科学研究项目“砼结构抗滑桩微形变实时监测系统关键技术研究”,项目编号:22C0853
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DOI:
投稿时间: 2025-12-17
投稿日期(年): 2025
修回时间: 2026-01-25
终审时间: 2026-06-24
终审日期(年): 2026
审稿周期(年): 1
发布时间: 2026-06-15
出版时间: 2026-06-15
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摘要:

针对悬索桥吊索索力检测精度与便捷性需求,提出基于MEMS加速度传感器ADXL355的索力测量方法,构建ADXL355与STM32F103的硬件电路实现振动信号采集,通过去直流预处理、汉宁窗频谱优化、FFT变换及抛物线插值算法提取高精度振动频率,基于张紧梁振动理论,反演索力值。分级加载实验表明,计算索力与液压台标准值的相对误差≤4.8%,优于工程监测≤5%的精度要求。该方案兼具低成本、小型化及高稳定性优势,为悬索桥施工监控与长期健康监测提供可靠技术支撑。

Abstract:

Aiming at the requirements of detection accuracy and operation convenience for the hanger cable force of suspension bridges,a cable force measurement method based on the MEMS accelerometer ADXL355 is proposed.A hardware circuit composed of ADXL355 and STM32F103 is built to collect vibration signals.After DC offset elimination preprocessing,spectrum optimization with Hanning window,FFT transformation and parabolic interpolation algorithm,high-precision vibration frequency is extracted,and the cable force is inverted according to the vibration theory of tensioned beams.Graded loading experiments show that the relative error between the calculated cable force and the standard values of the hydraulic test bench is≤4.8 %,which is superior to the accuracy requirement of≤5 % for engineering monitoring.This scheme has the advantages of low cost,miniaturization and high stability,providing reliable technical support for the construction monitoring and long-term health monitoring of suspension bridges.

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基本信息:

中图分类号:U448.25

引用信息:

[1]李力,李明飞,刘锦江,等.基于MEMS的悬索桥吊索索力测量技术研究[J].石家庄铁路职业技术学院学报,2026,25(02):1-5.

基金信息:

2022年湖南省教育厅科学研究项目“砼结构抗滑桩微形变实时监测系统关键技术研究”,项目编号:22C0853

投稿时间:

2025-12-17

投稿日期(年):

2025

修回时间:

2026-01-25

终审时间:

2026-06-24

终审日期(年):

2026

审稿周期(年):

1

发布时间:

2026-06-15

出版时间:

2026-06-15

引用

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