一种桥梁结构损伤的检测方法及装置

    技术2026-08-27  5


    本发明涉及桥梁结构损伤检测,具体为一种桥梁结构损伤的检测方法及装置。


    背景技术:

    1、现有技术中,对桥梁结构损伤进行检测的方法主要包括:人工巡检、桥梁上安装大量传感器,通过日常检测传感器数据来判断桥梁是否存在异常、或定期利用视觉检测、声波检测等方式来对桥梁的部分检测点进行检测。但对于常用的简支桥梁来说,不管是人工巡检还是安装大量传感器,都会造成人力成本或建造成本的增加,若是采用定期进行视觉或声波检测的方式,又会难以确定检测点,只能根据经验对桥梁的承载处或连接处,加上在桥梁路面随机取点来进行检测,但由于桥梁的损耗主要来自于行驶车辆的压力,而桥梁不同位置受到的车辆压力,以及受到压力的次数是不同的,也就造成不同区域的桥梁路面损耗程度也不一样,若是随机取点,就容易漏掉部分高损耗的区域,使得最终的检测结果精度降低。

    2、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解,因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种桥梁结构损伤的检测方法及装置,以解决上述背景技术中提出的问题。

    2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

    3、一种桥梁结构损伤的检测方法,具体步骤包括:

    4、s1:在桥梁上均匀布置若干组纵向的测重段,并基于横向的车道和纵向的测重段将桥梁划分为若干组网格;

    5、s2:对某一网格中心施加压力载荷,将施加有压力载荷的网格标定为源网格,采集每个网格内的压力数据,并将其归纳为单一影响矩阵;

    6、s3:改变源网格的位置,生成若干组不同的单一影响矩阵,将若干组单一影响矩阵进行叠加,得到总影响矩阵;

    7、s4:基于测重段采集通过桥梁的车流信息,根据车流信息和总影响矩阵生成每个网格的影响系数,并根据影响系数筛选出检测点。

    8、优选的,将每个网格的坐标标定为(i,j),i表示网格的横坐标,i=1,2,3,…,m,j表示网格的纵坐标,j=1,2,3,…,n,网格内的压力数据标定为p(i′,j′)(i,j),其中(i′,j′)表示源网格的坐标。

    9、优选的,将单一影响矩阵标定为e(u′,h′),表示为:

    10、

    11、将若干组单一影响矩阵进行叠加,生成总影响矩阵esum,表示为:

    12、

    13、其中psum(i,j)表示经过叠加后总影响矩阵esum中的元素。

    14、优选的,总影响矩阵esum中,元素psum(i,j)的计算方式为:

    15、

    16、将源网格内的压力数据p(i′,j′)(i′,j′)标定为标准压力pb。

    17、优选的,所述车流信息包括每个网格内的流量数据p和车压数据fcp(i,j),经过测重段时,采集每辆车的车压数据fcp(i,j),每测量到两组车压数据fcp(i′,j′),流量数据p的值便加一,即p=p+1。

    18、优选的,根据车压数据fcp(i′,h′)和总影响矩阵esum生成每个区域对应的影响系数σ(i,j),计算方式为:

    19、

    20、式中μ表示预设的波动系数,p(i,j)表示每个区域内的最大车流量。

    21、优选的,将影响系数σ(i,j)以从小到大的顺序进行排列,筛选出其中的最大值并剔除,连续筛选q次,得到q个备选检测点,并计算每个备选检测点的覆盖面积sq,sq=πr2,其中r表示备选检测点的覆盖半径;

    22、再根据每个备选检测点的覆盖面积sq计算覆盖率τ,计算方式为:

    23、

    24、式中sz表示桥梁的路面面积,当覆盖率τ≥τy时,认为q个数量的备选检测点满足检测需求,将对应坐标的备选检测点设置为检测点。

    25、一种桥梁结构损伤的检测装置,所述检测装置采用上述的检测方法,包括:

    26、信息采集模块,所述信息采集模块均匀设置在桥梁的路面上,用于检测路过车辆的车流信息;

    27、数据测量模块,所述数据测量模块包括压力单元和应变传感单元,压力单元设置在源网格中心位置用于施加压力载荷,应变传感单元同样设置在网格中心位置,用于检测不同网格内的应变数据,从而计算出对应的压力数据;

    28、数据分析模块,所述数据分析模块用于根据压力载荷的大小和不同网格内的压力数据构建总影响矩阵,并根据总影响矩阵和车流信息生成若干组备选检测点;

    29、数据判断模块,所述数据判断模块用于根据若干组备选检测点的位置信息和覆盖半径计算覆盖率并判断其是否达标,并根据判断结果调整备选检测点的数量。

    30、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

    31、本发明通过对桥梁的路面进行网格划分,检测在不同网格施加压力载荷时其余网格受到的压力影响,根据检测结果生成单一影响矩阵和总影响矩阵,能够直观地了解到存在多个压力载荷时各个网格区域内受到的影响程度,再采集一定时间段内桥梁路面不同网格区域所经过的车辆流量数据和车压数据,从而判断出在该时间段内哪些网格区域受到的影响损耗最大,从而将其作为最新的检测点,这种方法不仅能够根据不同时段的车流信息来对检测点进行更新,提高检测的效率,还能够使得检测点的数量尽可能地少,起到降低检测成本的效果。



    技术特征:

    1.一种桥梁结构损伤的检测方法,其特征在于,具体步骤包括:

    2.根据权利要求1所述的一种桥梁结构损伤的检测方法,其特征在于:将每个网格的坐标标定为(i,j),i表示网格的横坐标,i=1,2,3,…,m,j表示网格的纵坐标,j=1,2,3,…,n,网格内的压力数据标定为p(i′,j′)(i,j),其中(i′,j′)表示源网格的坐标。

    3.根据权利要求2所述的一种桥梁结构损伤的检测方法,其特征在于:将单一影响矩阵标定为e(i′,j′),表示为:

    4.根据权利要求3所述的一种桥梁结构损伤的检测方法,其特征在于:总影响矩阵esum中,元素psum(i,j)的计算方式为:

    5.根据权利要求4所述的一种桥梁结构损伤的检测方法,其特征在于:所述车流信息包括每个网格内的流量数据p和车压数据fcp(i,j),经过测重段时,采集每辆车的车压数据fcp(i,j),每测量到两组车压数据fcp(i′,′),流量数据p的值便加一,即p=p+1。

    6.根据权利要求5所述的一种桥梁结构损伤的检测方法,其特征在于:根据车压数据fcp(i′,′)和总影响矩阵esum生成每个区域对应的影响系数σ(i,j),计算方式为:

    7.根据权利要求6所述的一种桥梁结构损伤的检测方法,其特征在于:将影响系数σ(i,j)以从小到大的顺序进行排列,筛选出其中的最大值并剔除,连续筛选q次,得到q个备选检测点,并计算每个备选检测点的覆盖面积sq,sq=r2,其中r表示备选检测点的覆盖半径;

    8.一种桥梁结构损伤的检测装置,其特征在于:所述检测装置采用权利要求1-7任一项所述的检测方法,包括:


    技术总结
    本发明提供一种桥梁结构损伤的检测方法及装置,涉及桥梁结构损伤检测技术领域,本发明通过对桥梁的路面进行网格划分,检测在不同网格施加压力载荷时其余网格受到的压力影响,根据检测结果生成单一影响矩阵和总影响矩阵,能够直观地了解到存在多个压力载荷时各个网格区域内受到的影响程度,再采集一定时间段内桥梁路面不同网格区域所经过的车辆流量数据和车压数据,从而判断出在该时间段内哪些网格区域受到的影响损耗最大,从而将其作为最新的检测点,这种方法不仅能够根据不同时段的车流信息来对检测点进行更新,提高检测的效率,还能够使得检测点的数量尽可能地少,起到降低检测成本的效果。

    技术研发人员:刘芳平,王铁映,卢荣鑫
    受保护的技术使用者:重庆三峡学院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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