[發(fā)明專利]一種橋梁伸縮縫狀態(tài)的預(yù)警方法和預(yù)警系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010462331.2
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111637925A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚文凡;李成;鐘繼衛(wèi);王亞飛;葉仲韜;胡俊亮;郭翠翠;史雪峰;李澤新;池玉辰;王金霞;周浩;王胡鵬;李明;張越
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵大橋局集團有限公司;中鐵大橋科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G08B31/00;G06F17/18;G06F30/13;G06F30/20;G06Q10/04
• 代理公司: 武漢智權(quán)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 孟歡

本申請公開一種橋梁伸縮縫狀態(tài)的預(yù)警方法，涉及土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的技術(shù)領(lǐng)域，預(yù)警方法包括：持續(xù)采集橋梁的溫度和伸縮縫位移；根據(jù)采集到的橋梁的溫度和伸縮縫位移，計算橋梁的溫度?位移相關(guān)系數(shù)；按照時間序列獲取橋梁的多個溫度?位移相關(guān)系數(shù)，得到溫度?位移相關(guān)系數(shù)組；根據(jù)得到的溫度?位移相關(guān)系數(shù)組，在時域上構(gòu)建溫度?位移相關(guān)系數(shù)的自回歸模型；采用自回歸模型對溫度?位移相關(guān)系數(shù)組進(jìn)行建模，計算得到預(yù)測結(jié)果，并利用預(yù)測結(jié)果對橋梁的伸縮縫狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警。本申請公開還公開了一種橋梁伸縮縫狀態(tài)的預(yù)警系統(tǒng)。本申請能夠?qū)ι炜s縫狀態(tài)在未來時間段進(jìn)行預(yù)測，實現(xiàn)伸縮縫狀態(tài)異常的提前預(yù)警，提升伸縮縫狀態(tài)判斷的時效性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種橋梁伸縮縫狀態(tài)的預(yù)警方法和預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在橋梁巡檢及定檢工作中發(fā)現(xiàn)，伸縮縫性能損壞是常見的橋梁病害之一，也是造成梁體、墩柱開裂的主要原因之一。一旦伸縮縫性能發(fā)生損害，將會對橋梁上部結(jié)構(gòu)造成極大的安全隱患，同時嚴(yán)重影響行車的速度、舒適性與安全，甚至導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

伸縮縫作為橋梁的主要構(gòu)件，其作用是降低車輛荷載、風(fēng)荷載、溫度效應(yīng)等外界作用對橋梁產(chǎn)生的不利影響，保證梁體自由伸縮。研究表明，外界溫度效應(yīng)是造成伸縮縫位移的主要原因，利用常用的橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)，可以得到橋梁溫度和伸縮縫位移的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，當(dāng)前，利用橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測伸縮縫性能，并對其進(jìn)行狀態(tài)預(yù)警，是保障橋梁安全運營的重要手段。主要方法是通過建立橋梁伸縮縫的溫度-位移關(guān)系模型，通過考慮橋梁溫度和伸縮縫位移的相關(guān)性變化，來判斷伸縮縫性能是否正常，若新的監(jiān)測數(shù)據(jù)不符合該模型規(guī)律，說明伸縮縫狀態(tài)異常。

公開號為CN105507139A的中國申請專利公開了一種大跨度橋梁伸縮縫損傷識別方法，通過求得梁端縱向位移數(shù)據(jù)曲線和主梁溫度數(shù)據(jù)曲線的相似性指數(shù)c，根據(jù)c值判斷伸縮縫工作狀態(tài)。然而，這種方法只是基于獲取實時數(shù)據(jù)后再進(jìn)行狀態(tài)判斷，往往具有一定的滯后性，未能真正達(dá)到提前預(yù)警效果。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實施例提供一種橋梁伸縮縫狀態(tài)的預(yù)警方法和預(yù)警系統(tǒng)，能夠?qū)ι炜s縫狀態(tài)在未來時間段進(jìn)行預(yù)測，實現(xiàn)伸縮縫狀態(tài)異常的提前預(yù)警，提升伸縮縫狀態(tài)判斷的時效性。

第一方面，本申請實施例提供一種橋梁伸縮縫狀態(tài)的預(yù)警方法，所述預(yù)警方法包括以下步驟：

持續(xù)采集橋梁的溫度和伸縮縫位移；

根據(jù)采集到的橋梁的溫度和伸縮縫位移，計算橋梁的溫度-位移相關(guān)系數(shù)；

按照時間序列獲取橋梁的多個溫度-位移相關(guān)系數(shù)，得到溫度-位移相關(guān)系數(shù)組；

根據(jù)得到的所述溫度-位移相關(guān)系數(shù)組，在時域上構(gòu)建溫度-位移相關(guān)系數(shù)的自回歸模型；

采用所述自回歸模型對所述溫度-位移相關(guān)系數(shù)組進(jìn)行建模，計算得到預(yù)測結(jié)果，并利用所述預(yù)測結(jié)果對所述橋梁的伸縮縫狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警。

在本實施例中，優(yōu)選地，所述根據(jù)采集到的橋梁的溫度和伸縮縫位移，計算橋梁的溫度-位移相關(guān)系數(shù)的具體步驟為：

按照時間序列獲取n個測量點的溫度、伸縮縫位移，得到最后一個測量點時刻t的溫度時序數(shù)據(jù)T_t＝[T₁，T₂，...，T_n]、伸縮縫位移時序數(shù)據(jù)S_t＝[S₁，S₂，...，S_n]；

利用得到的所述溫度時序數(shù)據(jù)、伸縮縫位移時序數(shù)據(jù)計算所述時刻t的溫度-位移相關(guān)系數(shù)，其中，該溫度-位移相關(guān)系數(shù)的計算公式為：