[發明專利]基于動撓度的橋梁限載快速監測系統

在審

• 申請號: 201710085019.4
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN106644326A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 何先龍;楊學山;佘天莉;賈行建
• 申請（專利權）人: 中國地震局工程力學研究所;何先龍
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00
• 代理公司: 北京睿派知識產權代理事務所(普通合伙)11597
• 代理人: 劉鋒

技術領域

本發明涉及一種監測系統，具體的，涉及一種基于動撓度的橋梁限載快速監測系統，用于識別行駛過橋梁的卡車整體等效重量是否超過了橋梁實際安全承載范圍，從而對舊橋梁或強震區存在損傷的橋梁進行限載監測。

背景技術

橋梁限載監測是確保舊橋梁或強震后存在損傷的橋梁繼續安全使用的重要手段?，F有的監測方法主要是基于動態稱重技術來實現橋梁限載，其原理是通過測量行駛中車輛的前后輪胎壓力來估計車輛靜止狀態的重量。動態承重系統一般包括一系列壓力感應器和數據采集分析裝置。目前用于動態稱重的壓力傳感器主要有石英諧振式、壓阻彎板式、壓電薄膜式等。石英諧振式、壓阻彎板式傳感器為傳統的壓力傳感器，技術成熟但存在價格昂貴和動態反應慢等缺點，在現代高速公路動態稱重系統應用中受到很大的限制。壓電薄膜傳感器，顯示了出眾的優勢，占據很大的市場應用，遺憾的是，其仍然存在價格較為昂貴、精確度較低、對現場施工要求度高、傳感器溫漂較大、橫向力對傳感器影響較大等缺點。

動態稱重技術的優點是稱重過程中不影響車輛正常行駛，但也存在明顯的缺點，具體而言，感應器需要布滿各車道下面，安裝和調試麻煩,特別是已經服役了的橋梁。另外基于動態稱重技術實現橋梁限載的方法只基于單一的荷載允許值來判斷通行卡車是否超載，因此需要準確評估出舊橋梁或存在損傷的橋梁的實際承載能力，且未考慮卡車行駛位置不恰當和車速不恰當造成的破壞。

因此，如何能夠降低測量的成本，對于橋梁的限載能力進行一次性的測量，從而簡便快捷的對橋梁的限載進行判斷，成為現有技術亟需解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此,本發明的目的是為一些舊公路橋梁提供一套可快速安裝的限載監測系統，確保這些舊橋梁不被重型卡車壓垮。本發明的另外一個目的是為強震發生后，對可能在強震作用下出現損傷但因救災需求得繼續使用的震區大量公路橋梁快速安裝一套限載監測系統，確保救災運輸卡車安全通行和救災生命線的暢通。

具體而言，

本發明公開了一種基于動撓度的橋梁限載快速監測系統，包括橋梁動撓度監測裝置1，數據處理裝置2，車輛信息采集裝置3，和超限信息警示裝置4，

其中所述橋梁動撓度監測裝置1，用于對車輛經過橋梁時動撓度變化進行監測，得到橋梁各時刻的動撓度數據；

車輛信息采集裝置3，用于對車輛在橋梁上行駛的車輛相關信息進行采集；

數據處理裝置2，分別與所述橋梁動撓度監測裝置1和所述車輛信息采集裝置3連接，用于分別接收橋梁各時刻的動撓度數據和所述的車輛相關信息，根據所述橋梁各時刻的動撓度數據，計算出車輛行駛時的最大下凹撓度值，并將最大下凹撓度值與橋梁安全設計撓度允許值進行比較，如果在橋梁安全設計撓度允許值范圍內，則判斷車輛不超限，如果超出橋梁安全設計撓度允許值，則判斷車輛超限，發出警示信息，保存所述車輛相關信息，并將所述車輛相關信息發送給超限信息警示裝置4；

超限信息警示裝置4，用于接收并顯示數據處理裝置2傳輸的所述超限車輛的所述車輛相關信息。

進一步的，所述橋梁動撓度監測裝置包括多個梁體傾斜度感應傳感器11和一個數據采集子裝置12，所述梁體傾斜度感應傳感器11設置在橋梁梁體的多個關鍵位置處，采集所述關鍵位置的縱向傾斜度，由數據采集子裝置12同步采集各監測點的縱向傾斜度，并根據所述縱向傾斜度計算得到橋梁各時刻的動撓度數據。

進一步的，所述梁體傾斜度感應傳感器11為伺服式傾角儀，所述關鍵位置為至少5個。

進一步的，所述車輛信息采集裝置2包括多臺攝像機、圖像識別器以及相應的攝像機固定裝置，在每個車道上安裝1臺攝像機，對橋面通行車輛時的車輛相關信息進行監控采集。

進一步的，所述車輛相關信息包括車輛的車牌號、車型、輪胎數量、行駛位置以及行駛車道。

進一步的，所述超限信息警示裝置4包括野外顯示屏。

進一步的，所述監測系統還包括供電裝置5，用于給整個監測系統提供電源。

進一步的，所述供電裝置5為太陽能供電裝置，包括太陽能板、充放電控制器、蓄電池和相應的固定架。

進一步的，所述監測系統還包括數據遠程發送裝置6和數據遠程接收裝置7，所述數據遠程發送裝置6用于將超限車輛的所述車輛相關信息傳輸至所述數據遠程接收裝置7，所述數據遠程接收裝置7用于接收遠程發送的超限車輛的所述車輛相關信息，并進行保存。

進一步的，所述數據遠程發送裝置6包括無線數據傳輸單元DTU和4G手機卡；所述數據遠程接收裝置7包括服務器和數據庫。