[發明專利]一種基于剛性擬合的小變形構件撓度監測方法，系統以及存儲介質

在審

• 申請號: 202010621012.1
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111895963A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 王磊;吳俊
• 申請（專利權）人: 同恩（上海）工程技術有限公司
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G01M5/00
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 劉常寶

本發明公開了一種基于剛性擬合的小變形構件撓度監測方法，系統以及存儲介質，其將待監測小變形構件比擬成多段剛性梁，并對待監測小變形構件沿跨度方向的兩端和中部布置測量點；對各個測量點的傾角數值進行實時監測；根據監測到的數值，基于多段剛性梁的幾何關系計算構件的最大撓度。本方案操作簡單，成本低，計算效率非常高，并且在實施后即可自動實時監測，對現場條件包括視線通透、環境參考點等均無要求，解決了傳統撓度測量對儀器要求高、對計算要求高、對環境要求高的技術問題。

技術領域

發明涉及工程監測技術，具體涉及構件撓度的監測技術。

背景技術

傳統撓度監測手段普遍采用設站(包括全站儀、水準儀等)測量或者位移傳感器(包括位移計、千分表等)測量的方式。

其中，設站測量撓度的具有耗時長、需要人力手工操作、采集頻率極低等問題，無法應對施工過程等復雜條件下的撓度監測要求。

通過位移傳感器進行監測則需要將其安裝或連接于環境固定參照點，對于提升滑移等施工過程或者其他不易找到環境固定點的工程項目，無法采用該方法進行監測。

采用其他諸如視覺傳感器等間接測量手段監測撓度有具有儀器成本高、難以工業化量產，或技術手段復雜、邊界或計算要求高、易受環境干擾等缺陷。

如公開號CN110487197A的中國專利申請，其公開了一種基于CCD圖像傳感器的撓度變化測量方法。該方案將激光點光源投射至值CCD傳感器，通過判斷傳感器感應面上的激光點位置變化來測量撓度。

公開號CN110487496A的中國專利申請，公開了基于長標距應變的改進彎矩面積法識別橋梁撓度方法，其給出了一種利用應變計測量撓度的方法。通過在構件沿長度方向上布置應變計，并基于推導的撓度和應變的函數關系，對構件撓度進行測量。

公開號CN110319992A的中國專利申請公開了橋梁撓度檢測方法、裝置、系統、終端及介質，其給出一種可用于橋梁荷載試驗的撓度觀測方法，通過待測區域的視頻預覽圖片對橋梁測點位移進行計算。

公開號CN110617775A的中國專利申請公開了一種基于視覺感知的橋梁撓度的監測方法、裝置及系統，其給出一種利用視覺傳感器定期采集監測目標橋梁的圖像，通過對目標特征點的識別進行橋梁撓度計算。

公開號CN110553809A，公開了橋梁性能狀態監測系統、方法和裝置，其給出了一種以橋墩作為位移參考點，利用位移傳感器測量橋梁撓度變化量的方法。

這些方案在實際應用中普遍存在以下問題：

1)利用視覺裝置或傳感器通過成像技術進行撓度測量的技術方案對視覺空間的要求很高，不能有視覺障礙，不適用于現場條件復雜的施工過程監測，且儀器價格相對昂貴；

2)利用視覺傳感器測量撓度要求測量對象整體是靜止在空間中的，對于整體提升、滑移等具有剛體位移的結構施工過程監測不適用；

3)利用位移傳感器進行撓度測量需要借助環境固定參考點，對于施工條件復雜或整體提升及滑移的施工過程難以提供穩定的監測條件；

4)利用應變計進行構件撓度監測的方法只適用于鋼材等勻質材料，對于混凝土等容易開裂的非勻質材料無法進行監測；同時利用應變計換算撓度只適用于單一構件，不適用于結構整體撓度。

發明內容

針對現有施工過程等復雜條件下的撓度監測方案所存在的問題，本發明的目的在于提供一種新的小變形構件撓度監測方案，其實施簡單，測量精度和測量計算效率高，可在結構健康監測以及常規施工過程條件下實時測量具有小變形性態的構件撓度。

為了達到上述目的，本發明提供了一種基于剛性擬合的小變形構件撓度監測方法，該方法包括：