[發(fā)明專利]一種通用型橋梁基礎(chǔ)局部沖刷深度評(píng)估系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210181003.4
• 申請(qǐng)日: 2022-02-25
• 公開（公告）號(hào): CN114662358A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮先導(dǎo);肖苡辀;林紅星;仇正中;陳迪郁;趙東梁;韓鵬鵬;劉聰聰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中交第二航務(wù)工程局有限公司;中國(guó)海洋大學(xué);中交武漢港灣工程設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23;G06F30/13;G06Q50/08;G06F17/18;G01D21/02;G06F111/06;G06F111/10;G06F119/02
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369
• 代理人: 胡茵夢(mèng)

本發(fā)明公開了一種通用型橋梁基礎(chǔ)局部沖刷深度評(píng)估系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其用于采集監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水深、水位及流速；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和數(shù)據(jù)分析模塊；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，用以存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)以及橋梁基礎(chǔ)前期沖刷數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)分析模塊從所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊獲取數(shù)據(jù)，計(jì)算監(jiān)測(cè)點(diǎn)沖刷深度值，并得到數(shù)值模擬預(yù)測(cè)沖刷深度值和擬合預(yù)測(cè)沖刷深度值；預(yù)警發(fā)布系統(tǒng)，其包括數(shù)據(jù)評(píng)估模塊和預(yù)警信息推送模塊，所述數(shù)據(jù)評(píng)估模塊用以評(píng)估橋梁基礎(chǔ)健康預(yù)警級(jí)別；所述預(yù)警信息推送模塊根據(jù)預(yù)警級(jí)別發(fā)布預(yù)警信息。本發(fā)明能夠?qū)蛄夯A(chǔ)健康狀況進(jìn)行精確評(píng)估，保護(hù)橋梁基礎(chǔ)安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋梁基礎(chǔ)沖刷深度監(jiān)測(cè)裝置領(lǐng)域。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種通用型橋梁基礎(chǔ)局部沖刷深度評(píng)估系統(tǒng)。

背景技術(shù)

橋梁局部沖刷是大多橋梁水毀的原因，且發(fā)生后修復(fù)困難，因此評(píng)估和預(yù)防橋梁水毀的發(fā)生具有重要意義。現(xiàn)階段，通過(guò)監(jiān)測(cè)橋梁局部沖刷變化，建立預(yù)測(cè)模型對(duì)橋梁基礎(chǔ)健康安全進(jìn)行預(yù)測(cè)、預(yù)警，形成橋梁基礎(chǔ)局部沖刷評(píng)估系統(tǒng)，是橋梁基礎(chǔ)健康安全評(píng)估的發(fā)展趨勢(shì)。現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)橋梁基礎(chǔ)外圍的局部沖刷監(jiān)測(cè)技術(shù)有聲吶技術(shù)和多波束的方法，監(jiān)測(cè)方法分為固定儀器監(jiān)測(cè)和便攜式儀器監(jiān)測(cè)。但目前這些方法得到的是較長(zhǎng)時(shí)間間隔或不定期的監(jiān)測(cè)，不僅需要人力水下輔助測(cè)量，并且預(yù)測(cè)結(jié)果不夠精確。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種通用型橋梁基礎(chǔ)局部沖刷深度評(píng)估系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其用于采集監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水深、水位及流速；

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和數(shù)據(jù)分析模塊；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，用以存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)以及橋梁基礎(chǔ)前期沖刷數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)分析模塊從所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊獲取數(shù)據(jù)，計(jì)算監(jiān)測(cè)點(diǎn)沖刷深度值，并分別通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算和遺傳算法擬合計(jì)算得到數(shù)值模擬預(yù)測(cè)沖刷深度值和擬合預(yù)測(cè)沖刷深度值；

預(yù)警發(fā)布系統(tǒng)，其包括數(shù)據(jù)評(píng)估模塊和預(yù)警信息推送模塊，所述數(shù)據(jù)評(píng)估模塊從所述數(shù)據(jù)分析模塊得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)沖刷深度值、數(shù)值模擬預(yù)測(cè)沖刷深度值和擬合預(yù)測(cè)沖刷深度值，并取其中最大值用以評(píng)估橋梁基礎(chǔ)健康預(yù)警級(jí)別；所述預(yù)警信息推送模塊根據(jù)預(yù)警級(jí)別發(fā)布預(yù)警信息。

優(yōu)選的是，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)傳輸裝置；所述數(shù)據(jù)采集裝置設(shè)置在橋墩兩側(cè)，所述數(shù)據(jù)傳輸裝置包括網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)器，所述網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)器接收所述數(shù)據(jù)采集裝置采集的數(shù)據(jù)并傳輸給所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。

優(yōu)選的是，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括滲壓計(jì)、水位計(jì)和流速儀，所述滲壓計(jì)、所述水位計(jì)和所述流速儀均通過(guò)可伸縮的鋼絲繩下放至水中，其中下放所述滲壓計(jì)的鋼絲繩上設(shè)置有測(cè)斜儀，所述滲壓計(jì)的底部連接有配重。

優(yōu)選的是，所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)沖刷深度值h_j按下式進(jìn)行計(jì)算：

h_j＝h_s-h_c-h′

式中：h_s為滲壓計(jì)測(cè)得的水深，h_c為滲壓計(jì)初始埋置高程，h′為水位計(jì)測(cè)得的潮位高程。

優(yōu)選的是，所述橋梁基礎(chǔ)前期沖刷數(shù)據(jù)包括采用有限差分法在不同水位和流速條件下數(shù)值模擬計(jì)算得到的前期沖刷形態(tài)圖、沖刷深度和沖刷范圍。

優(yōu)選的是，所述數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集得到的水位和流速，采用插值法對(duì)前期沖刷形態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到對(duì)應(yīng)條件下的沖刷形態(tài)圖，并提取所述沖刷形態(tài)圖中的高程最低值，將高程最低值所在點(diǎn)的原河床高程與高程最低值之間的差值作為數(shù)值模擬預(yù)測(cè)沖刷深度值。