一种桥梁安全监测方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115762074A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211158669.4G08G1/048(2006.01)(22)申请日2022.09.22G08G1/065(2006.01)(71)申请人中铁十一局集团有限公司地址430061湖北省武汉市武昌区中山路277号申请人西南交通大学(72)发明人熊德文袁龙泉梅慧浩李福海陈昭邵俊虎唐慧琪(74)专利代理机构北京正华智诚专利代理事务所(普通合伙)11870专利代理师吕春艳(51)Int.Cl.G08B21/18(2006.01)G08B31/00(2006.01)G08G1/017(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种桥梁安全监测方法(57)摘要本发明公开了一种桥梁安全监测方法，其包括设置在两跨梁连接位置的拉力传感器和位移传感器，设置在跨梁两端的称重区域，设置在桥梁上方的风速风向传感器；设置在桥墩上端的定位传感器，监测方法包括步骤S1‑S11。本发明建设成一套桥梁安全综合智能检测系统，并通过实时的监测方法，实现对桥梁结构的无损监测、对预期产生的危害进行预警，并可对结构的损伤位置和程度进行诊断，对结构的可靠性、耐久性和承载能力进行智能评估，同时还具有对桥梁上方的拥堵情况进行监控的过程，避免车辆在桥梁上进行违章停放，增加桥梁的负荷，在突发事件或结构使用状况严重异常时触发预警、报警信号，为结构的维修、养护、防护与管理决策提供及时的决策依据和指导。CN115762074ACN115762074A权利要求书1/2页1.一种桥梁安全监测方法，其特征在于，包括设置在两跨梁连接位置的拉力传感器和位移传感器，所述拉力传感器监测桥墩上两跨梁之间的拉力，所述位移传感器监测两跨梁之间的位移量；设置在跨梁两端的称重区域，所述称重区域内设置有称重传感器，对进入每个跨梁上汽车的重量进行监测；设置在桥梁上方的风速风向传感器，所述风速风向传感器监测桥梁实时经受的风速和风向；设置在桥墩上端的定位传感器，所述定位传感器获取桥墩上端的坐标信息和海拔信息；所述定位传感器、风速风向传感器、振动传感器和称重传感器均与桥梁安全监控中心连接；对桥梁安全进行监控的方法包括：S1：建立以海平面为XOY平面的三维坐标系，竖直方向为Z轴方向，且桥梁的中点在Z轴上，桥梁的长度方向在X轴上；S2：采集桥墩设计的海拔高度和坐标信息，并转化成在三维坐标系内的坐标A(xA0，yA0，zA0)，其中，A为桥墩的上端定位传感器的安装点；zA0等于桥墩设计的海拔高度；S3：当市政环境监控后台发出大风预警时，风速风向传感器每隔一段设定时间t采集一次风速v和风向f；S4：计算风速v对垂直桥梁侧面垂直施加的风速分量v'：v′＝v·tanθ，其中，θ为风向f与X轴的夹角；S5：将风速分量v'与桥梁设计的抗横向风速阈值V进行比较，若v'≥V，则判定桥梁可能遭到大风破坏，执行步骤S6；否则，桥梁安全，返回步骤S3；S6：采集此时桥墩上端的定位传感器的坐标信息A'(xA1，yA1，zA1)；S7：计算桥墩的上端发生摆动的偏移量L：和沉降量D：D＝|zA1‑zA0|；S8：将偏移量L与桥墩设计时允许的摆动幅度L'进行比较，若L≥L'，则判定桥墩出现风险，桥梁安全监测中心生成桥墩风险报告信息，并进行桥墩风险报警，将桥墩风险报警信息发送给交管部门，交管部门启动跨梁驶入端的禁止驶入的交通信号灯，封锁桥梁；否则，桥墩未出现风险，执行步骤S9；S9：采集两跨梁之间的拉力f和位移s，将位移s与允许的位移量s'进行比较；若s≥s'，则判定跨梁在桥墩上出现风险位移，桥梁安全监控中心生成跨梁风险报告信息，并进行跨梁风险报警，跨梁风险报告信息发送给交管部门，交管部门启动跨梁驶入端的禁止驶入的交通信号灯，封锁桥梁；若s＜s'，执行步骤S10；S10：将拉力f与两跨梁之间的设计拉力值f'作差，得到拉力波动值Δf：Δf＝f‑f'，将拉力波动值Δf与波动允许阈值Δf'进行比较；若Δf≥Δf'，则判定跨梁可能会出现位移，桥梁安全监控中心生成跨梁风险预警报告信息，并将跨梁风险预警报告信息发送给桥梁检修人员，提醒桥梁检修人员上桥检修跨梁之间连接结构是否安全；若Δf＜Δf'，则判定此次大风预警未影响桥梁安全，返回步骤S3；S11：称重传感器采集跨梁两端驶入和驶出的车辆的重量，计算跨梁上堆积车辆的重量；2CN115762074A权利要求书2/2页在跨梁的驶入端采集t1时长内驶入跨梁上车辆的总重量T1，在跨梁的驶出端采集t1时长内驶出跨梁上车辆的总重量T2，若T2＜T1，则判定此时段跨梁上车辆出现堵塞或有车辆出现违规停放，桥梁安全监控中心发送跨梁上车辆较多信息给交管部门，交管部门启动跨梁驶