[發明專利]一種橋梁安全可靠性的定量、在線監測方法

有效

• 申請號: 201210569350.0
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103123303A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 吳維青
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01H1/12
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明屬于橋梁監測方法研究領域，涉及一種橋梁安全可靠性的定量、在線的監測方法。?

背景技術

隨著交通運輸事業的飛速發展，對橋梁的健康狀況的監測也提出了新的要求。橋梁在運營過程中，由于不間斷的承載甚至超載，加之各種自然災害的侵襲，會造成橋梁不同程度的損傷，隨著使用時間的推移，這種損傷由于不斷累積而使橋梁安全性能越來越差，為了保證橋梁的安全運營，須要能夠對橋梁的健康安全狀況進行“24小時動態監測”；?以此技術手段來把握橋梁結構的安全狀況是當務之急。因此橋梁動態在線監測技術的應用，是橋梁安全運營狀況的重要保證。?

目前，對于已經服役的橋梁態檢測主要是以人工肉眼觀察橋體各個部位是否存在裂紋，以及肉眼觀察已已存在裂紋所產生變化的方式來進行，不僅方法原始、效率低下，也不能對橋梁的健康狀況得出科學的定量結果。?

對新建成的橋梁鑒定檢測方式，現階段采用靜態檢測方法來進行驗收。其具體的做法是：首先封閉橋梁，根據檢測橋梁的設計承載載荷的大小，組織一定數量的載荷車輛，靜止至于被測量的橋面上，然后測量橋梁在這些載荷作用下的靜態變形情況，根據橋梁變形測量結果對橋梁的健康狀況進行評估。檢測過程必須封閉橋梁，這會在很大程度上影響到交通，此外該檢測方法在技術上不足之處即測量載荷處于靜止的理想狀態，這不是橋梁在實際通車狀態下所承受的真實載荷，因此其檢測結果往往不能真實反映出橋梁的實際健康狀況，這也是造成目前對許多橋梁的實際健康狀況不能準確判斷的主要原因，如經常能見到媒體報道橋梁在建成使用后的很短時間內就出現各種質量問題，這也說明這種靜態檢測方法很難檢測出橋梁的實際健康狀況。并且，這種靜態檢測方法對于已經使用一定年限的橋梁，由于不能確定橋梁實際的承載能力而無法進行檢測，目前，對于已經服役的橋梁態安全檢測還主要是以人工觀察的方式來進行。?

發明內容

為了克服現有技術中的不足，本發明提供一種以實時、在線和動態的方式，可以實現對橋梁健康安全狀況的24小時定量跟蹤的橋梁安全可靠性的定量、在線的監測方法。本發明的技術方案如下：?

一種橋梁安全可靠性的定量、在線監測方法，按以下步驟進行：

1)?在橋梁兩支撐點（橋墩）之間的中間位置設定測量點上，這一測量點必須是與該跨橋梁承力主體結構剛性連接體，能夠完全傳遞橋梁主體承力結構所產生振動測量點，在這個測量點上同時安裝垂直方向（Z方向）的加速度傳感器和垂直方向（Z方向）的速度傳感器，對橋梁這一測量點，在車載通過時的振動加速度和振動速度進行動態采集；

2)?以相同的采樣時間間隔（比如10ms），完全同步采集橋梁在車輛通過時所產生的安裝垂直方向（Z方向）振動加速度和垂直方向（Z方向）振動速度信號，并對所采集的垂直方向（Z方向）橋梁振動加速度和垂直方向（Z方向）振動速度信號數據進行相位差計算，得出垂直方向（Z方向）振動加速度對垂直方向（Z方向）振動速度在測量時間內的最大相位差值；所測量計算得到的最大相位差值，即作為橋梁健康安全狀況在垂直方向（Z方向）的這一時段的量化值；

3)?由于所測橋梁健康安全狀況劣化時，測量計算得到的最大相位差值將發生顯著改變。通過對橋梁的定期監測，記錄并跟蹤不同時段的最大相位差值，當最大相位差值發生顯著變化時，就對應著橋梁健康安全狀況發生了顯著變化并發出預警信息，因此可以以實時、在線和動態的方式，實現對橋梁健康安全狀況的24小時定量跟蹤。

本發明使用低頻加速度傳感器和速度傳感器來實時監測橋梁的振動加速度和振動速度，并計算得出振動加速度對振動速度在測量時間段的最大相位差值，記錄并跟蹤和比較不同時段的最大相位差值。通過此方法能夠實現橋梁的24小時在線實時監測，及時確定出橋梁的實際健康狀況。?

具體實施方式

為詳細說明本發明的技術內容、構造特征、所實現目的及效果，以下結合具體實施例加以說明。?

一種橋梁安全可靠性的定量、在線的監測方法，按以下步驟進行：?

1)?在橋梁的兩跨中央的測量點上，這一測量點必須是與該跨橋梁承力主體結構剛性連接體，能夠完全傳遞橋梁主體承力結構所產生振動測量點，在這個測量點上同時安裝垂直方向（Z方向）的加速度傳感器和垂直方向（Z方向）的速度傳感器，對橋梁這一測量點，在車載通過時的振動加速度和振動速度進行動態測量；