[發(fā)明專利]基于人工智能的大跨度橋梁橋墩支承結(jié)構(gòu)健康智能監(jiān)測方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110266102.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-11
• 公開（公告）號(hào): CN113049034A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂思宇;張寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥軒丐智能科技有限公司
• 主分類號(hào): G01D21/02
• 分類號(hào): G01D21/02;G01N33/00
• 代理公司: 合肥集知匠心知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34173
• 代理人: 鄭琍玉

1.基于人工智能的大跨度橋梁橋墩支承結(jié)構(gòu)健康智能監(jiān)測方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

S1、橋墩數(shù)量統(tǒng)計(jì)：統(tǒng)計(jì)該大跨度橋梁對(duì)應(yīng)的橋墩的數(shù)量，并將該大跨度橋梁對(duì)應(yīng)的橋墩按照預(yù)設(shè)順序進(jìn)行編號(hào)，依次標(biāo)記為1，2，...i,...n；

S2、橋墩基本參數(shù)檢測：所述橋墩基本參數(shù)包括橋墩的長度、寬度和高度，進(jìn)而通過激光測距儀對(duì)橋墩的基本參數(shù)進(jìn)行檢測，進(jìn)而獲取各橋墩對(duì)應(yīng)的長度、寬度和高度，根據(jù)檢測的各橋墩對(duì)應(yīng)的長度、寬度和高度進(jìn)而構(gòu)建橋墩基本參數(shù)集合D_w(D_w1,D_w2,...D_wi,...D_wn)，D_wi表示第i個(gè)橋墩對(duì)應(yīng)的第w個(gè)基本參數(shù)，w表示橋墩基本參數(shù)，w＝a,b,c,a,b和c分別表示橋墩的長度、寬度和高度，同時(shí)根據(jù)各橋墩對(duì)應(yīng)的長度、寬度和高度，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)各橋墩各側(cè)面面積，左側(cè)面面積與右側(cè)面面積相等，前側(cè)面面積與后側(cè)面面積相等，其中，各橋墩左右側(cè)面面積計(jì)算公式為s_d＝b_d*c_d，s_d表示第d個(gè)橋墩對(duì)應(yīng)的左右側(cè)面面積，b_d表示第d個(gè)橋墩對(duì)應(yīng)的寬度，c_d表示第d個(gè)橋墩對(duì)應(yīng)的高度，各橋墩前后側(cè)面計(jì)算公式為s′_d＝a_d*c_d，s′_d表示第d個(gè)橋墩對(duì)應(yīng)的前后側(cè)面面積，a_d表示第d個(gè)橋墩對(duì)應(yīng)的高度，其中，以橋梁行車的反方向表示橋墩的左側(cè)面，以橋梁行車的正方向表示橋墩的右側(cè)面，左右側(cè)面與前后側(cè)面為垂直關(guān)系；

S3、地基結(jié)構(gòu)外部缺陷檢測：所述地基結(jié)構(gòu)缺陷檢測包括對(duì)各橋墩地基結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的外部缺陷進(jìn)行檢測，進(jìn)而通過超聲波無損探傷技術(shù)對(duì)各橋墩地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測，進(jìn)而獲取各橋墩地基結(jié)構(gòu)外部缺陷區(qū)域?qū)?yīng)的平面展開圖，進(jìn)而提取各橋墩地基結(jié)構(gòu)缺陷區(qū)域的輪廓，根據(jù)各橋墩地基結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的外部缺陷區(qū)域的輪廓，進(jìn)而獲取各橋墩地基結(jié)構(gòu)外部缺陷區(qū)域?qū)?yīng)的面積，將橋墩地基結(jié)構(gòu)外部缺陷區(qū)域?qū)?yīng)的面積記為X，進(jìn)而構(gòu)建各橋墩地基結(jié)構(gòu)外部缺陷面積集合X(X1，X2，...Xi，...Xn)，Xi表示第i個(gè)橋墩地基結(jié)構(gòu)外部缺陷區(qū)域?qū)?yīng)的面積；

S4、橋墩受力檢測：通過水位計(jì)對(duì)各橋墩所在區(qū)域的水體水位進(jìn)行檢測，進(jìn)而獲取該各橋墩所在區(qū)域?qū)?yīng)的水位，并將橋墩所在區(qū)域?qū)?yīng)的水位記為h,進(jìn)而統(tǒng)計(jì)各橋墩所在區(qū)域?qū)?yīng)的水體壓強(qiáng)，其計(jì)算公式為P_d＝ρ*g*h_d，P_d表示第d個(gè)橋墩所在區(qū)域?qū)?yīng)的水體壓強(qiáng)，ρ表示水的密度，g表示重力系數(shù)，h_d表示第d個(gè)橋墩所在區(qū)域?qū)?yīng)水位高度，同時(shí)通過水體流速測定儀對(duì)各橋墩的左側(cè)面和各橋墩的右側(cè)面對(duì)應(yīng)的水體流速進(jìn)行檢測，進(jìn)而獲取各橋墩左側(cè)面和各橋墩右側(cè)面對(duì)應(yīng)的水體流速，將橋墩左側(cè)面對(duì)應(yīng)的水體流速記為v,將橋墩右側(cè)面對(duì)應(yīng)的水體流速記為v′，進(jìn)而對(duì)各橋墩左側(cè)面對(duì)應(yīng)的水體沖擊力和各橋墩右側(cè)面對(duì)應(yīng)的水體沖擊力進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而各橋墩左側(cè)面對(duì)應(yīng)的水體沖擊力的計(jì)算公式為N_d＝P_d*b_d*h_d*v_d，N_d表示d個(gè)橋墩左側(cè)面對(duì)應(yīng)的水體沖擊力，b_d表示第d個(gè)橋墩左側(cè)面對(duì)應(yīng)的寬度，v_d表示d個(gè)橋墩左側(cè)面對(duì)應(yīng)的水體流速，各橋墩右側(cè)面對(duì)應(yīng)的水體沖擊力的計(jì)算公式為N′_d＝P_d*b_d*h_d*v′_d，N′_d表示d個(gè)橋墩右側(cè)面對(duì)應(yīng)的水體沖擊力，v′_d表示d個(gè)橋墩左側(cè)面對(duì)應(yīng)的水體流速；

S5、橋墩表面裂縫開裂檢測：所述橋墩表面裂縫開裂檢測包括對(duì)橋墩的前側(cè)面對(duì)應(yīng)的裂縫、后側(cè)面對(duì)應(yīng)的裂縫、左側(cè)面對(duì)應(yīng)的裂縫和右側(cè)面對(duì)應(yīng)的裂縫分別進(jìn)行檢測，進(jìn)而通過縫觀測儀對(duì)橋墩的前側(cè)面、后側(cè)面、左側(cè)面和右側(cè)面分別進(jìn)行圖像采集，進(jìn)而獲取各橋墩各側(cè)面對(duì)應(yīng)的裂縫條數(shù)以及各裂縫對(duì)應(yīng)的長度和寬度，將各橋墩各側(cè)面對(duì)應(yīng)的裂縫按照預(yù)設(shè)順序進(jìn)行編號(hào)，依次標(biāo)記為1，2，...j,...m,根據(jù)各橋墩各側(cè)面各裂縫對(duì)應(yīng)的的長度和寬度，進(jìn)而獲取各橋墩各側(cè)面各裂縫對(duì)應(yīng)的裂縫面積，進(jìn)而構(gòu)建橋墩側(cè)面裂縫面積集合F_e^d(F_e^d1,F_e^d2,...F_e^dj,...F_e^dm)，F(xiàn)_e^dj表示第d個(gè)橋墩第e側(cè)面第j條裂縫對(duì)應(yīng)的面積，d表示橋墩編號(hào)，d＝1，2，...i,...n,e表示橋墩側(cè)面方位，e＝z1,z2,z3,z4,z1,z2,z3和z4分別表示橋墩的前側(cè)面、后側(cè)面、左側(cè)面和右側(cè)面；

S6、地基結(jié)構(gòu)外部缺陷處理與分析：根據(jù)各橋墩地基結(jié)構(gòu)外部缺陷面積集合進(jìn)而獲取各橋墩地基結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的外部缺陷面積，將各橋墩地基結(jié)構(gòu)外部缺陷區(qū)域?qū)?yīng)的面積與各橋墩地基結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)外部缺陷區(qū)域面積的閾值進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而獲取將各橋墩地基結(jié)構(gòu)外部缺陷區(qū)域?qū)?yīng)的面積與各橋墩地基結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)外部缺陷區(qū)域面積的閾值的差值，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)各橋墩地基結(jié)構(gòu)外部缺陷影響系數(shù)；

S7、橋墩受力處理與分析：根據(jù)統(tǒng)計(jì)的各橋墩左側(cè)面對(duì)應(yīng)的水體沖擊力和各橋墩右側(cè)面對(duì)應(yīng)的水體沖擊力，進(jìn)而將各橋墩左側(cè)面對(duì)應(yīng)的水體沖擊力與各橋墩右側(cè)面對(duì)應(yīng)的水體沖擊力進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而獲取各橋墩左側(cè)面對(duì)應(yīng)的水體沖擊力與各橋墩右側(cè)面對(duì)應(yīng)的水體沖擊力的差值，根據(jù)該差值，進(jìn)而從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取橋墩左右側(cè)面受力差值影響系數(shù)，進(jìn)而獲取各橋墩左右側(cè)面受力差值影響系數(shù)，將橋墩左右側(cè)面受力差值影響系數(shù)記為λ；

S8、橋墩表面裂縫處理與分析：根據(jù)橋墩側(cè)面裂縫面積集合，進(jìn)而獲取各橋墩前側(cè)面各裂縫對(duì)應(yīng)的面積、各橋墩后側(cè)面各裂縫對(duì)應(yīng)的面積、各橋墩左側(cè)面各裂縫對(duì)應(yīng)的面積和各橋墩右側(cè)面各裂縫對(duì)應(yīng)的面積，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)各橋墩各側(cè)面對(duì)應(yīng)的裂縫總面積，其中各橋墩各側(cè)面對(duì)應(yīng)的裂縫總面積計(jì)算公式為F′_ed表示第d個(gè)橋墩第e側(cè)面對(duì)應(yīng)的裂縫總面積，F(xiàn)_e^dr表示第d個(gè)橋墩第e側(cè)面第r條裂縫對(duì)應(yīng)的面積，r表示橋墩側(cè)面裂縫編號(hào)，r＝1，2，...j,...m,將各橋墩前側(cè)面對(duì)應(yīng)的裂縫總面積與各橋墩前側(cè)面對(duì)應(yīng)的面積進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)各橋墩前側(cè)面裂縫影響系數(shù)，將各橋墩后側(cè)面對(duì)應(yīng)的裂縫總面積與各橋墩后側(cè)面對(duì)應(yīng)的面積進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)各橋墩后側(cè)面裂縫影響系數(shù)，將各橋墩左側(cè)面對(duì)應(yīng)的裂縫總面積與各橋墩左側(cè)面對(duì)應(yīng)的面積進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)各橋墩左側(cè)面裂縫影響系數(shù)，將各橋墩右側(cè)面對(duì)應(yīng)的裂縫總面積與各橋墩右側(cè)面對(duì)應(yīng)的面積進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)各橋墩右側(cè)面裂縫影響系數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)的各橋墩左側(cè)面裂縫影響系數(shù)、各橋墩右側(cè)面裂縫影響系數(shù)、各橋墩前側(cè)面裂縫影響系數(shù)和各橋墩后側(cè)面裂縫影響系數(shù)進(jìn)而統(tǒng)計(jì)各橋墩綜合裂縫影響系數(shù)；

S9、數(shù)據(jù)綜合處理與分析：根據(jù)統(tǒng)計(jì)的各橋墩地基結(jié)構(gòu)外部缺陷影響系數(shù)、各橋墩左右側(cè)面受力差值影響系數(shù)、各橋墩綜合裂縫影響系數(shù)進(jìn)而統(tǒng)計(jì)該橋梁各橋墩支承結(jié)構(gòu)安全影響系數(shù)。