[發明專利]用于橋梁的車軸數量識別方法、軸距識別方法及系統

有效

• 申請號: 201610114464.4
• 申請日: 2016-03-01
• 公開（公告）號: CN105651338B
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 鄧露;何維;施海;王維
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01G19/03
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙)43213
• 代理人: 胡慧

技術領域

本發明涉及動態稱重、橋梁動態稱重以及車輛荷載監測領域，尤其涉及用于橋梁的車軸數量識別方法、軸距識別方法及系統。

背景技術

目前對車輛進行稱重的主要方法有：

1)傳統地磅，該方式識別效率低(車輛需停車或以極低速度行駛)，并且需設置專門稱重站；

2)WIM(Pavement weight-in-motion，路面式動態稱重)，該方式安裝維護不方便，需中段交通，使用壽命低；

3)BWIM(Bridge weigh-in-motion，橋梁動態稱重)，包括兩套裝置：磁帶式或壓感式傳統路面軸距識別裝置或FAD(Free-of-axle-detector)傳感器(非路面式車軸探測傳感器)，用來進行車輛軸距和車速的識別；以及應變傳感器，測量橋梁全橋應變，用于計算車輛軸重/總重。該BWIM系統需要兩套裝置協同工作以達到識別車輛重量的功能。

BWIM技術基本克服了1)和2)存在的缺陷，但是現有的磁帶式或壓感覺式軸距識別裝置，由于其安裝方式需要在路面/橋面開挖后安裝傳感器，因此仍存在使用壽命低和安裝維護需要中斷交通等缺點。

現有的FAD傳感器，由于其安裝在橋梁下方，因此解決了磁帶式或壓感式裝置壽命低的缺點，因而FAD技術已逐步替代了傳統的磁帶式或壓感式裝置。但商用經驗表明，FAD傳感器對車輛橫向行駛位置很敏感，即車輛行駛位置的改變可能導致識別結果精度下降，甚至無法識別(即使用橋梁局部響應識別車軸，受車輛橫向加載位置影響)；此外，這類傳感器需要安裝在橋面板下方，因此可用于T梁橋、箱梁橋等，但對某些橋型(如板橋)將很難甚至無法安裝該類FAD傳感器；最后，FAD傳感器在應用于結構長度較短的橋梁或具有次級結構的橋梁(如正交異性板橋)時具有較好的效果，但對于其它類型橋梁其識別精度較差。

發明內容

本發明目的在于提供一種用于橋梁的車軸數量識別方法、軸距識別方法及系統，以解決FAD傳感器識別精度較差，且安裝不便，應用范圍小的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種用于橋梁的車軸數量識別方法，包括以下步驟：

S1：沿橋梁縱長方向標記共包含4～6個截面的兩個截面組，形成兩座虛擬簡支梁；

S2：采集測量兩個截面組處的橋梁時程響應，根據時程響應計算得到兩組隔離響應，將兩組隔離響應分別構建兩條響應時程曲線；

S3：對響應時程曲線上的局部峰值數量進行統計，得到車輛軸或者軸組的數量N。

作為本發明的方法的進一步改進：

優選地，步驟S1包括以下步驟：

S101：在橋梁上依次標記三個截面P₁,O₁,Q₁，稱為第一截面組，其x坐標分別為x_p1,x_o1,x_q1；按照相同步驟依次標記三個截面P₂,O₂,Q₂，稱為第二截面組，其x坐標分別為x_p2,x_o2,x_q2；兩個截面組的x坐標滿足如下條件：

滿足上述條件(1)的情形包括以下三種：

S101A：兩個截面組中所有截面的x坐標均不相同,此時兩個截面組中共有6個不同截面；

S101B：兩組截面各坐標除滿足條件(1)，同時滿足以下條件之一：

①x_p1＝x_p2，②x_o1＝x_p2，③x_q1＝x_p2，④x_q1＝x_o2，⑤x_q1＝x_q2；

此時兩個截面組中有1個截面相同，故兩個截面組共有5個不同截面；

S101C：兩組截面各坐標除滿足條件(1)，同時滿足以下條件之一：

此時兩個截面組中有2個截面相同，即兩個截面組共有4個不同截面；