[發明專利]基于橋梁動應變識別單車軸重的方法

有效

• 申請號: 201710089858.3
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106840337B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 王龍林;郝天之;陳齊風;于世龍;于孟生;劉宏波
• 申請（專利權）人: 廣西交通科學研究院有限公司
• 主分類號: G01G19/03
• 分類號: G01G19/03;G01G19/02;G01G3/12
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 但玉梅

本發明公開了基于橋梁動應變識別單車軸重的方法，屬于橋梁試驗檢測、健康監控及超載車治理領域。在梁式橋跨中或最大應變反應截面布置高分辨率應變測試裝置(傳感器)，測試車輛作用下的橋梁動應變時程曲線，對動應變時程曲線進行濾波降噪或擬合，并進行一階及二階求導，結合有限元模擬結果、曲線求導結果及車輛行駛速度，計算獲得車輛的軸重。該方法只需要在橋梁上布置1個應變測試截面，安裝簡單、成本低廉；無需破壞橋面或路面結構，對現有橋梁道路無損傷；識別算法簡單、準確度高。

技術領域

本發明屬于橋梁試驗檢測、健康監控及超載車治理領域。特別是基于橋梁動應變識別單車軸重的方法。

背景技術

近年來，我國陸續出現了多次重大橋梁事故。這些發生的事故與很多因素有關，但是缺乏有效的監測措施和必要的維修、養護措施是重要的原因之一。這些觸目驚心的事故使得人們對現代橋梁的質量和壽命也逐漸關注起來。對橋梁結構進行試驗檢測、健康監測和交通運輸治理超載車輛，已成為國內外學術界、工程界研究的熱點。傳統的橋梁檢測在很大程度上依賴于管理者和技術人員的經驗，往往對橋梁特別是大型橋梁的狀況缺乏全面的把握和了解，信息得不到及時反饋。如果對橋梁的病害估計不足，就很可能失去養護的最佳時機，加快橋梁損壞的進程，縮短橋梁的服務壽命。如果對橋梁的病害估計過高，便會造成不必要的資金浪費，使得橋梁的承載能力不能充分發揮。

目前，車輛超重行駛的現象頻頻出現，而橋梁的負載是有一定的限度，當這些超重的車輛通過橋梁，無疑會對橋梁產生一定的損害；而且隨著時間的推移，橋梁的老化，其承載能力也在變化，因此監測通過橋梁車輛的重量，并進行數據統計，對于了解橋梁的健康狀況意義重大。但是一般常規地磅測重設備價格昂貴，單車道最便宜的也需要10萬元以上，且安裝時需要破壞原路面結構；使用時常規稱重地磅需要人為或借助攝像設備判別車輛及車軸數量；且常規地磅安裝在橋梁主體結構以外的路面上，多車道橋梁采用常規地磅難以對橋上并排行駛車輛對橋梁的影響進行統計。即使用常規的稱重地磅并不適用與橋梁上的車輛車軸數、車軸距或車軸重的測量，所以，社會上急需一種適用于測量在橋梁行駛的車輛總重量、車軸數、車軸距或車軸重的低成本方法或設備。

中國專利201210249735.9公開基于橋梁動應變識別車輛重量的方法，包括以下步驟：在橋梁縱向對稱截面上布置動應變測量裝置；在安裝好動應變測量裝置的橋梁行車道上進行跑車實驗，同時采集數據，并將數據傳輸至計算機；采用有限元仿真計算理論動應變，提取動應變結果形成的動應變時程曲線，并與實測值進行比較及相關分析，得出行車速度、動應變峰值及車輛重量的關系式T＝f(x,ε)或是曲線；根據各截面動應變達到峰值的時間差和截面距離采用軟件自動計算行車速度，同截面各測點動應變峰值取平均，帶入關系式T＝f(x,ε)或是曲線進行計算或比對求得通過該截面的車重。這里通過試驗尋找行車速度、動應變峰值及車輛重量的關系式，存在工作量大、適應性不高的問題，特別是每個橋梁的結構特性均不相同，這樣導致每次安裝都需要對在使用中的橋梁需要進行封閉性試驗、且試驗次數多、安裝效率低、安裝使用成本高，其推廣程度不高，無法應對中國目前橋梁的測量需求。

發明內容

本發明的發明目的是，針對上述問題，提供基于橋梁動應變識別單車軸重的方法，可實現橋梁的車流量、車輛荷載譜的統計自動統計工作，判別橋梁健康監控其他物理參數是否異常，監測橋梁結構的損傷及衰變情況提供交通荷載數據。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：