[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

本發明公開了一種橋梁的安全預警方法，包括：在橋梁主梁的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；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；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。本發明還公開了一種橋梁的安全預警系統。采用本發明的實施例，通過監測實時的動撓度能更準確、更直接的反應橋梁的動態響應和動態剛度，可以更好的評估運營橋梁的健康狀況，及時、準確地發現橋梁問題。

技術領域

本發明涉及橋梁結構健康監測領域，尤其涉及一種橋梁的安全預警方法及系統。

背景技術

在橋梁健康監測系統及荷載試驗中，撓度是一個極其重要的指標，其作為變形的一種描述形式，可以評價橋梁質量及運營狀態，反映橋梁的剛度，是橋梁整體變形最明顯的反映。尤其是橋梁的動撓度，更是對橋梁剛度最為實時的反映，是橋梁在汽車荷載作用下最為真實的反映。通過對動撓度進行數值分析，可以得到汽車荷載的沖擊系數和橋梁結構的內力分布情況，從而對橋梁的整體性和劣化部位做出判斷。在汽車荷載作用下，橋梁結構將產生比相同靜荷載作用下更大的變形和應力，所以橋梁的動力響應一直以來都是橋梁工程中一個重要的研究課題。動撓度與汽車荷載、路面情況、橋梁健康等諸多因素有關，但起關鍵作用的還是汽車荷載和橋梁的健康狀況。

橋梁主要截面的撓度是評價橋梁質量及運行狀態的重要指標之一，現有技術中的的橋梁健康監測系統只是對橋梁的“靜態撓度”進行監測，而且只是從長期的監測數據中分析橋梁的劣化及其損傷。相比之下，實時的動撓度能更準確、更直接的反應橋梁的動態響應和動態剛度，可以更好的評估運營橋梁的健康狀況，及時、準確地發現橋梁病害。

發明內容

本發明提供一種橋梁的安全預警方法及系統，能夠更準確、更直接的反應橋梁的動態響應和動態剛度，可以更好的評估運營橋梁的健康狀況，及時、準確地發現橋梁病害。

本發明的一個方面提供了一種橋梁的安全預警方法，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中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。

本發明實施例提供的一種橋梁的安全預警方法通過剔除每個關鍵截面采集的動撓度原始數據中的溫度荷載效應值和噪聲影響值，得到僅包括汽車荷載效應值的動撓度修正值；通過實時監測橋梁關鍵截面的所述動撓度修正值，解決現有技術中從長期監測數據中分析橋梁的劣化及其損傷造成數據不及時的問題，獲得了更及時的評估運營橋梁的健康狀況的效果；另外，所述動撓度修正值與二級制預警體系作對比，能夠更準確、更直接的反應橋梁的動態響應和動態剛度。

作為本方案的改進，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。

作為本方案的改進，所述二級預警體系包括一級預警值和二級預警值；所述二級預警值大于所述一級預警值。

作為本方案的改進，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；