[發明專利]一種北斗模式斜拉橋索力損傷識別方法及相關設備

有效

• 申請號: 202110563328.4
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113030240B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 高軍;鐘繼衛;林曉;王波;高峰;王翔;羅輝;汪正興;張遠征;荊國強;紀常永;肖龍;王輝麟;李力;王正一;戴青年;錢康;高宇馨
• 申請（專利權）人: 中鐵大橋科學研究院有限公司;武九鐵路客運專線湖北有限責任公司
• 主分類號: G01N27/82
• 分類號: G01N27/82;G01S19/42
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 房德權

本申請公開一種北斗模式斜拉橋索力損傷識別方法及相關設備，方法包括：利用磁場傳感器，測量斜拉橋拉索的磁感應強度梯度數據；判斷斜拉橋拉索是否存在索力損傷，確定索力損傷位置；利用北斗衛星，獲取斜拉橋的動態三維坐標數據；得到斜拉橋的三維形變數據；在三維形變數據中分離出環境效應成分和車輛載荷成分；去除三維形變數據中的環境效應成分和車輛載荷成分，得到斜拉橋本體成分；分別判斷斜拉橋本體成分、環境效應成分和車輛載荷成分中是否存在異常值或者異常趨勢；判斷異常值或者異常趨勢與索力損傷位置是否相關；預測斜拉橋的安全使用期限。能夠改善現有方法難以識別弱于接近斷裂的索力損傷的問題。

技術領域

本申請涉及橋梁勘測技術領域，尤其涉及一種北斗模式斜拉橋索力損傷識別方法及相關設備。

背景技術

拉索是斜拉橋的關鍵受力構件，如果部分拉索的索力發生損傷會影響承載能力，將對整個斜拉橋產生重大影響，甚至可能導致整座橋梁垮塌，因此，對斜拉橋的索力進行損傷識別具有重要意義。

然而，現有的斜拉橋索力損傷識別方法對接近斷裂的大尺度裂紋有效，金屬疲勞裂紋的萌生及擴展導致的聲波特性變化比較微弱，加上噪聲信號的干擾，聲發射技術很難準確得到有效信號，這對索力損傷的識別極為有限，使得，現有的斜拉橋索力損傷識別方法難以識別弱于接近斷裂的索力損傷。

發明內容

本申請實施例提供了一種北斗模式斜拉橋索力損傷識別方法及相關設備，能夠改善現有的斜拉橋索力損傷識別方法難以識別弱于接近斷裂的索力損傷的問題。

一種北斗模式斜拉橋索力損傷識別方法，包括：

利用在斜拉橋拉索上勻速移動的磁場傳感器，測量在所述斜拉橋拉索的延伸方向上的磁感應強度梯度數據；

根據所述磁感應強度梯度數據判斷所述斜拉橋拉索是否存在索力損傷，如果存在所述索力損傷，確定索力損傷位置；

利用北斗衛星，基于斜拉橋建立三維坐標系，并獲取所述斜拉橋的動態三維坐標數據；

根據所述動態三維坐標數據，得到所述斜拉橋的三維形變數據；

在所述三維形變數據中分離出環境效應成分和車輛載荷成分；

去除所述三維形變數據中的所述環境效應成分和所述車輛載荷成分，得到斜拉橋本體成分；

如果存在所述索力損傷，將所述索力損傷位置標定在所述三維坐標系中；

分別判斷所述斜拉橋本體成分、所述環境效應成分和所述車輛載荷成分中是否存在異常值或者異常趨勢；

如果所述斜拉橋本體成分、所述環境效應成分和所述車輛載荷成分中的至少一者存在所述異常值或者所述異常趨勢，判斷所述異常值或者所述異常趨勢與所述索力損傷位置是否相關；

如果所述異常值或者所述異常趨勢與所述索力損傷位置相關，預測所述斜拉橋的安全使用期限。

在一種可行的實施方式中，所述環境效應成分包括溫度效應成分，所述方法還包括：

利用所述北斗衛星和設置在所述斜拉橋上的溫度傳感器，獲取所述斜拉橋的動態三維溫度數據；

建立所述動態三維溫度數據和所述溫度效應成分之間的溫度多元線性動態時變模型；

根據所述溫度多元線性動態時變模型中的參數，計算索力損傷等級。

在一種可行的實施方式中，所述環境效應成分包括風載荷成分，所述方法還包括：

利用所述北斗衛星和設置在所述斜拉橋上的風速傳感器，獲取所述斜拉橋的動態三維風速數據；

建立所述動態三維風速數據和所述風載荷成分之間的風載荷多元線性動態時變模型；