[發明專利]橋梁性能狀態監測系統、方法和裝置

有效

• 申請號: 201910807923.0
• 申請日: 2019-08-29
• 公開（公告）號: CN110553809B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 張廣遠;孟憲洪;董延東;趙維剛;李義強;唐永康;高國良;張浩;楊勇;嚴世強;許宏偉;王保憲;王新敏;王冬立;王敬;王志忠
• 申請（專利權）人: 朔黃鐵路發展有限責任公司;石家莊鐵道大學
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 傅康

1.一種橋梁性能狀態監測系統，其特征在于，包括：

位移傳感器，用于固定到被測橋梁的測量點上，且觸點垂直地平線向下，測量所述測量點相對于測量參考點的下撓位移變化量；

張力線，一端固定連接所述被測橋梁的一側橋墩，另一端活動連接至所述被測橋梁的另一側橋墩并拉直，用于提供所述位移傳感器的所述測量參考點；

數據采集模組，電連接所述位移傳感器，用于采集所述下撓位移變化量；

監測設備，通信連接所述數據采集模組，用于遠程接收所述下撓位移變化量，根據所述下撓位移變化量計算得到所述被測橋梁的動撓度數據以及活載沖擊系數，并根據所述動撓度數據以及活載沖擊系數確定所述被測橋梁的性能狀態；

所述橋梁性能狀態檢測系統還包括定位套環，所述張力線穿過所述定位套環，所述定位套環與所述位移傳感器活動配合，用于對所述位移傳感器進行限位對齊；其中，所述定位套環為形狀、結構與所述位移傳感器匹配的活動構件，用于補償所述位移傳感器與所述張力線之間的空間位置偏差，所述定位套環上開設有通孔，所述通孔用于穿過所述張力線。

2.根據權利要求1所述的橋梁性能狀態監測系統，其特征在于，還包括剛性連接件，所述位移傳感器通過所述剛性連接件固定設置到所述測量點上。

3.根據權利要求2所述的橋梁性能狀態監測系統，其特征在于，所述位移傳感器為LVDT傳感器，所述剛性連接件為金屬底座，所述數據采集模組為工控機。

4.根據權利要求1所述的橋梁性能狀態監測系統，其特征在于，還包括質量塊和定滑輪，所述定滑輪固定設置在所述被測橋梁的另一側橋墩，所述張力線的另一端通過所述定滑輪連接所述質量塊，所述質量塊用于拉直所述張力線。

5.根據權利要求4所述的橋梁性能狀態監測系統，其特征在于，所述張力線為鋼絲線。

6.一種橋梁性能狀態監測方法，其特征在于，包括：

獲取位移傳感器測量的被測橋梁的測量點相對于測量參考點的下撓位移變化量；

根據所述下撓位移變化量，計算得到所述被測橋梁的動撓度數據；

根據所述動撓度數據，計算所述被測橋梁的活載沖擊系數；

根據所述動撓度數據以及所述活載沖擊系數，確定所述被測橋梁的性能狀態；

其中，所述位移傳感器，用于固定到所述被測橋梁的測量點上，且觸點垂直地平線向下，測量所述測量點相對于測量參考點的下撓位移變化量；

所述測量參考點由張力線提供，所述張力線一端固定連接所述被測橋梁的一側橋墩，另一端活動連接至所述被測橋梁的另一側橋墩并拉直，用于提供所述位移傳感器的所述測量參考點；

所述張力線穿過定位套環，所述定位套環與所述位移傳感器活動配合，用于對所述位移傳感器進行限位對齊；其中，所述定位套環為形狀、結構與所述位移傳感器匹配的活動構件，用于補償所述位移傳感器與所述張力線之間的空間位置偏差，所述定位套環上開設有通孔，所述通孔用于穿過所述張力線。

7.根據權利要求6所述的橋梁性能狀態監測方法，其特征在于，根據所述動撓度數據，計算所述被測橋梁的活載沖擊系數的步驟，包括：

計算所述動撓度數據中的最小值，得到當前活載下的最大動撓度值；

獲取所述動撓度數據對應的趨勢項，并計算所述趨勢項中的最小值，得到當前活載下的最大靜撓度值；

計算所述最大動撓度值與所述最大靜撓度值之比，得到所述活載沖擊系數。

8.根據權利要求7所述的橋梁性能狀態監測方法，其特征在于，獲取所述動撓度數據對應的趨勢項的過程，包括：

對所述動撓度數據對應的源信號進行濾波處理，得到濾波后的輸出信號；

將所述源信號與所述輸出信號進行求差處理，得到所述趨勢項。

9.根據權利要求7所述的橋梁性能狀態監測方法，其特征在于，獲取所述動撓度數據對應的趨勢項的過程，包括：

對所述動撓度數據對應的源信號進行降采樣處理，得到降采樣信號；

獲取所述降采樣信號的包絡線并求平均，得到所述趨勢項。