[發(fā)明專利]一種橋面載荷時空分布監(jiān)測裝置、系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211206274.7
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115326181B
• 公開（公告）日: 2023-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周子益;賈磊;鐘志鑫;譚曉晶;李夢蝶;王燕
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市城市交通規(guī)劃設(shè)計研究中心股份有限公司;深圳市交通科學研究院有限公司
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務(wù)所(普通合伙) 23209
• 代理人: 胡硯智

一種橋面載荷時空分布監(jiān)測裝置、系統(tǒng)和方法，屬于橋梁行車荷載稱重監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明為解決現(xiàn)有橋梁動態(tài)稱重裝置無法精確測量，長周期橋梁荷載無法精準預(yù)測的問題。本發(fā)明包括底座、承重板和壓力傳感裝置，承重板兩端安裝有壓力傳感裝置，壓力傳感裝置安裝在底座上；壓力傳感裝置包括上傳動桶、下傳動桶、配重球、滑動桿、磁性滑動管和導向桿，上傳動桶安裝在下傳動桶內(nèi)，上傳動桶內(nèi)具有配重球，配重球的上端與上傳動桶鉸接，配重球的下端鉸接有滑動桿，滑動桿的另一端鉸接在磁性滑動管上，磁性滑動管套裝在導向桿上，導向桿安裝在下傳動桶的側(cè)壁上。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)快速精準地測量各種經(jīng)過橋梁車輛載荷大小及其空間位置分布。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種橋面載荷時空分布監(jiān)測裝置、系統(tǒng)和方法，屬于橋梁行車荷載稱重監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國是世界第一的橋梁大國，橋梁保有量已達百萬座。隨著交通運力的增加，橋梁承受的運輸壓力進一步加大，準確可靠的監(jiān)測車輛總重、車輛軸重、車輛軸數(shù)、車輛類型等在內(nèi)的橋上交通信息，實時的反映橋梁上車輛荷載的時空分布，能夠為橋梁運營管理、橋梁狀態(tài)評估以及橋梁規(guī)范改進提供數(shù)據(jù)支持，具有重大意義。

目前，在進行橋梁載荷監(jiān)測時，主要通過靜態(tài)稱重、動態(tài)稱重以及橋梁動態(tài)稱重技術(shù)來采集橋梁荷載信息。

其中，靜態(tài)稱重技術(shù)使用大型秤臺測量車輛的軸重與凈重，精度最高。但是該技術(shù)要求被稱重車輛完全靜止或者以極低的速度通過，應(yīng)用場景受限，只能設(shè)置于道路收費站與檢測站，無法識別正常行駛中的交通荷載。

動態(tài)稱重則是通過在路面鋪裝層內(nèi)部安裝稱重儀器，當車輛行駛經(jīng)過稱重儀器時，能夠識別出行駛中的車輛荷載，該技術(shù)在安裝和維護時需要切割路面鋪裝層，必須封閉交通，同時降低了路面鋪裝的耐久性。

橋梁動態(tài)稱重技術(shù)將橋梁結(jié)構(gòu)作為“秤”，通過荷載作用下監(jiān)測橋梁響應(yīng)影響線推算橋上的車輛荷載。這種技術(shù)與嵌入鋪裝的動態(tài)稱重系統(tǒng)相比，具有更好的耐久性、安裝便捷、精度高、成本低、隱蔽性好等優(yōu)勢。但該技術(shù)所獲取到的交通荷載信息有限，僅通過橋梁結(jié)構(gòu)在車輛荷載下的動態(tài)響應(yīng)難以準確地獲取車輛軸數(shù)、車輛速度、車輛軌跡分布等交通荷載信息。

針對上述情況，亟需提出能夠獲取任意時刻車輛對橋面作用荷載時空分布的監(jiān)測裝置和系統(tǒng)，以實現(xiàn)橋面荷載的時空分布監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種橋面荷載時空分布監(jiān)測裝置和系統(tǒng)，能夠獲取任意時刻橋面車輛對橋面作用荷載的時空分布情況，并基于系統(tǒng)中內(nèi)嵌的元胞自動機和遺傳算法，以每天24小時和月數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)每年的橋梁荷載數(shù)據(jù)分布預(yù)測，實現(xiàn)橋上車輛荷載時空分布的實時監(jiān)測和精準預(yù)測。

本發(fā)明的目的在于提供一種橋面荷載時空分布監(jiān)測裝置、系統(tǒng)和方法，能夠獲取任意時刻橋面車輛對橋面作用荷載的時空分布，并基于紅外視頻和雷達一體機和遺傳算法實現(xiàn)24小時橋面通行車輛的準確識別和預(yù)測，實現(xiàn)橋面時空荷載的實時監(jiān)測和預(yù)測。在下文中給出了關(guān)于本發(fā)明的簡要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應(yīng)當理解，這個概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種橋梁動態(tài)稱重裝置，包括底座、承重板和壓力傳感裝置，所述承重板兩端分別安裝有壓力傳感裝置，壓力傳感裝置安裝在底座上；

所述壓力傳感裝置包括上傳動桶、下傳動桶、配重球、滑動桿、磁性滑動管和導向桿，所述上傳動桶安裝在下傳動桶內(nèi)，上傳動桶內(nèi)具有配重球，配重球的上端與上傳動桶鉸接，配重球的下端鉸接有滑動桿，滑動桿的另一端鉸接在磁性滑動管上，磁性滑動管套裝在導向桿上，導向桿安裝在下傳動桶的側(cè)壁上。承重板安裝在上傳動桶上，下傳動桶安裝在底座上。

優(yōu)選的：所述滑動桿的數(shù)量為兩個，兩個滑動桿的一端均與配重球的下端鉸接，兩個滑動桿的另一端均鉸接有磁性滑動管，磁性滑動管套裝在導向桿上。