[發明專利]一種橋梁的安全預警方法及系統

有效

• 申請號: 201710753312.3
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107687924B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 葉錫鈞;孫卓;陳炳聰;曹颯颯
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 梁順宜;郝傳鑫

1.一種橋梁的安全預警方法，其特征在于，所述方法包括：

S11、在橋梁主梁上的每個關鍵截面采集動撓度原始數據，每組所述動撓度原始數據包括汽車荷載效應值、溫度荷載效應值和噪聲影響值；

S12、利用非線性主元分析-支持向量機算法將每組所述動撓度原始數據的溫度荷載效應值和噪聲影響值剔除后得到動撓度修正值；每組所述動撓度修正值僅包括汽車荷載效應值；

S13、將所述動撓度修正值與預設的二級制預警體系作對比，判定所述橋梁的健康狀態；所述二級制預警體系包括一級預警值和二級預警值，且所述二級預警值大于所述一級預警值；

其中，所述S13包括：

當所有關鍵截面的動撓度修正值小于所述一級預警值時，判定為正常狀態；

當任一關鍵截面的動撓度修正值大于所述一級預警值，但小于所述二級預警值時，判定為一級預警狀態；

當任一關鍵截面的動撓度修正值大于所述二級預警值時，判定為二級預警狀態；

所述一級預警值通過以下步驟預先計算得到：

S21、建立所述橋梁的有限元模型，并根據橋型選定關鍵截面；

S22、用單位荷載作用在所述關鍵截面上，得到所述關鍵截面的撓度影響線；

S23、根據所述撓度影響線得到所述關鍵截面的最不利加載區域；

S24、在最不利加載區域布置車道荷載，得到關鍵截面的撓度限值包絡圖；

S25、根據所述撓度限值包絡圖選定各關鍵截面的最大、最小動撓度限值作為橋梁的一級預警值，所述一級預警值數目與所述關鍵截面對應。

2.如權利要求1所述的橋梁的安全預警方法，其特征在于，所述關鍵截面有N個；N為整數，且N大于或等于1；所述動撓度修正值與所述關鍵截面一一對應。

3.如權利要求1所述的橋梁的安全預警方法，其特征在于，所述二級預警值采用現行行業規范規定的最大豎向撓度值，根據橋型選擇相對應的最大豎向撓度值作為所述二級預警值。

4.一種橋梁的安全預警系統，其特征在于，包括：

數據采集模塊，用于在橋梁主梁上每個關鍵截面采集動撓度原始數據，每組所述動撓度原始數據包括汽車荷載效應值、溫度荷載效應值和噪聲影響值；

數據處理模塊，利用非線性主元分析-支持向量機算法將每組所述動撓度原始數據的溫度荷載效應值和噪聲影響值剔除后得到動撓度修正值；每組所述動撓度修正值僅包括汽車荷載效應值；

判定模塊，用于將所述動撓度修正值與預設的二級制預警體系作對比，判定所述橋梁的安全狀態；所述二級制預警體系包括一級預警值和二級預警值，且所述二級預警值大于所述一級預警值；

其中，所述判定模塊進一步用于；

當所有關鍵截面的動撓度修正值小于所述一級預警值時，判定為正常狀態；

當任一關鍵截面的動撓度修正值大于所述一級預警值，但小于所述二級預警值時，判定為一級預警狀態；

當任一關鍵截面的動撓度修正值大于所述二級預警值時，判定為二級預警狀態；

所述一級預警值通過以下步驟預先計算得到：

建立所述橋梁的有限元模型，并根據橋型選定關鍵截面；

用單位荷載作用在所述關鍵截面上，得到所述關鍵截面的撓度影響線；

根據所述撓度影響線得到所述關鍵截面的最不利加載區域；

在最不利加載區域布置車道荷載，得到關鍵截面的撓度限值包絡圖；

根據所述撓度限值包絡圖選定各關鍵截面的最大、最小撓度限值作為橋梁的一級預警值，所述一級預警值數目與所述關鍵截面對應。

5.如權利要求4所述橋梁的安全預警系統，其特征在于，所述關鍵截面有N個；N為整數，且N大于或等于1；所述動撓度修正值與所述關鍵截面一一對應。

6.如權利要求4所述橋梁的安全預警系統，其特征在于，所述二級預警值采用現行行業規范規定的最大豎向撓度值，根據橋型選擇相對應的最大豎向撓度值作為所述二級預警值。