[發明專利]一種橋梁結構的三類綜合安全預警方法

有效

• 申請號: 201410394468.3
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN104122111B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: 唐浩;孟利波;廖敬波;宋剛;譚川;陳果
• 申請（專利權）人: 招商局重慶交通科研設計院有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 廖曦

技術領域

本發明涉及橋梁結構安全監測技術領域，特別涉及一種橋梁結構的三類綜合安全預警方法。

背景技術

近年來，隨著經濟的高速發展，全國交通量驟增，許多橋梁的設計荷載已不能滿足現行車輛荷載的使用要求，橋梁結構的安全形勢日趨嚴峻。為了保障橋梁運營期內的結構安全，必須對橋梁進行健康監測，建立安全預警機制，防止橋梁垮塌等重大事故的發生。

由于橋梁結構本身和所處環境的復雜性以及結構安全評價的特殊性，現有的結構安全評價方法存在較大的局限，在實際應用中未能取得令人滿意的效果，主要體現在如下幾點：

1)現有的基于模型的橋梁結構安全評價機理均來源于力學學科，其評價過程嚴重依賴于結構的精確理論模型和確定的系統激勵；然而舊橋資料的嚴重缺失和橋梁結構參數在運行過程中的不斷變化使得結構精確模型的建立極為困難，加上橋梁結構健康檢查中隨機環境激勵的未知性，使得基于模型的結構安全評價遇到難以逾越的障礙。

2)基于統計分析的評價方法雖已得到逐步的重視，但其研究和應用尚處在初期；橋梁尺寸巨大，結構復雜，振動幅值很低，統計分析通常所采用的動力特性指標易被環境噪聲淹沒或對局部損傷不敏感，且沒有將橋梁結構安全評價與環境特性有效地聯系起來，其評價效果還無法滿足工程要求。

3)神經網絡雖然在處理非線性問題時具有優良的性能，但由于缺乏完備的訓練樣本，無法在結構響應和安全狀態之間建立可靠的因果聯系。

4)目前的安全評價大多采用單一的方法或單一的參數進行分析，環境影響的不確定性以及測試數據的不完整性使得監測變量未能全面反映結構的安全狀況。

上述問題的存在，使得目前還沒有一種令人滿意的橋梁安全綜合評價體系。從以上分析可知，由于橋梁結構本身的構成極為復雜，其性能容易受到結構所處環境的各種因素的影響，使得結構安全的評價工作也十分困難。盡管目前針對橋梁結構安全的評價方法有很多，但由于各種原因，這些評價方法都有其本身固有的缺陷，在實際應用中尚未取得令人滿意的結果。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于克服上述不足，提供一種橋梁結構的三類綜合安全預警方法，該方法通過安全余量、平穩性和相關性三個方面綜合考慮橋梁的預警情況。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種橋梁結構的三類綜合安全預警方法，采用安全余量報警、平穩性報警和相關性報警三種綜合預警方式，具體方法為：

1)確定與待測橋梁結構安全有關的某種監測數據以及待測橋梁的具體監測點；

2)選取用于分析報警的前i年的監測數據，i≥2；

3)按一定的時間間隔劃分并統計該監測點的監測數據，并計算在每個時間段上的數據均值；

4)確定第i+1年的第j個時間段為待分析時間段；

5)安全余量報警：定義安全余量指標，確定安全余量的基準數據，根據第i+1年的第j個時間段的實際數據判斷是否需要安全余量報警；

6)平穩性報警：定義平穩性指標，確定平穩性的基準數據，根據第i+1年的第j個時間段的實際數據判斷是否需要平穩性報警；

7)相關性報警：對監測數據進行互相關分析，按條件提取兩個通道的監測數據互為參考對象，并根據該兩種通道監測數據的安全余量報警和平穩性報警情況，判斷是否需要相關性報警；

8)對各種報警情況對應的橋梁安全問題進行處理。

進一步的，步驟1)所述的監測數據為裂縫數據、應變數據、傾斜度數據、撓度數據、位移數據、加速度數據、或索力監測數據。

進一步的，步驟2)所述的按一定的間隔時間劃分，其劃分方法包括按月劃分、按季度劃分或者按年份劃分。

進一步的，步驟5)所述安全余量報警的具體方法為：