基于动挠度的桥梁限载快速监测系统技术方案

一种基于动挠度的桥梁限载快速监测系统，包括用于实时测量桥梁倾斜度的桥梁动挠度监测装置，用于监测识别通过桥梁车辆相关信息的车辆信息采集装置，用于计算车辆行驶时的最大下凹挠度值，并将最大下凹挠度值与桥梁安全设计挠度允许值进行比较，同时发出警报信息的数据处理装置，用于根据警报信息显示超限车辆相关信息的超限信息警示装置，用于发送超限车辆相关信息的数据远程发送装置，用于接收超限车辆的车辆相关信息并进行保存的数据远程接收装置。本发明专利技术可快速安装，无需阻断交通；不用预先检测和评估监测桥梁的实际承载能力；可用于旧公路桥梁或强震区存在损伤的公路桥梁的限载监测，减少桥梁垮塌事件的发生。

Rapid monitoring system of bridge load Limited based on dynamic deflection

A bridge dynamic deflection based on limit load monitoring system, including monitoring device for real-time measurement of bridge dynamic deflection of bridge inclination, for vehicle information collection device monitoring and identifying the related information of the vehicle through the bridge, used to calculate the maximum deflection of the concave when the vehicle value, and the maximum deflection and deflection concave safety design the bridge allowed values were compared with the data processing device and alarm information, according to the gauge information warning device alarm information display oversized vehicles related information, for remote data transmitting device sends oversized vehicles related information, related information of the vehicle for receiving oversized vehicles and remote data receiving device. The invention can be installed quickly, without blocking traffic; no actual advance detection and evaluation of monitoring the bearing capacity of the bridge; can be used for damage of highway bridges or old highway bridge seismic zone limit load monitoring, reduce the occurrence of bridge collapse.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种监测系统，具体的，涉及一种基于动挠度的桥梁限载快速监测系统，用于识别行驶过桥梁的卡车整体等效重量是否超过了桥梁实际安全承载范围，从而对旧桥梁或强震区存在损伤的桥梁进行限载监测。
技术介绍
桥梁限载监测是确保旧桥梁或强震后存在损伤的桥梁继续安全使用的重要手段。现有的监测方法主要是基于动态称重技术来实现桥梁限载，其原理是通过测量行驶中车辆的前后轮胎压力来估计车辆静止状态的重量。动态承重系统一般包括一系列压力感应器和数据采集分析装置。目前用于动态称重的压力传感器主要有石英谐振式、压阻弯板式、压电薄膜式等。石英谐振式、压阻弯板式传感器为传统的压力传感器，技术成熟但存在价格昂贵和动态反应慢等缺点，在现代高速公路动态称重系统应用中受到很大的限制。压电薄膜传感器，显示了出众的优势，占据很大的市场应用，遗憾的是，其仍然存在价格较为昂贵、精确度较低、对现场施工要求度高、传感器温漂较大、横向力对传感器影响较大等缺点。动态称重技术的优点是称重过程中不影响车辆正常行驶，但也存在明显的缺点，具体而言，感应器需要布满各车道下面，安装和调试麻烦,特别是已经服役了的桥梁。另外基于动态称重技术实现桥梁限载的方法只基于单一的荷载允许值来判断通行卡车是否超载，因此需要准确评估出旧桥梁或存在损伤的桥梁的实际承载能力，且未考虑卡车行驶位置不恰当和车速不恰当造成的破坏。因此，如何能够降低测量的成本，对于桥梁的限载能力进行一次性的测量，从而简便快捷的对桥梁的限载进行判断，成为现有技术亟需解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的是为一些旧公路桥梁提供一套可快速安装的限载监测系统，确保这些旧桥梁不被重型卡车压垮。本专利技术的另外一个目的是为强震发生后，对可能在强震作用下出现损伤但因救灾需求得继续使用的震区大量公路桥梁快速安装一套限载监测系统，确保救灾运输卡车安全通行和救灾生命线的畅通。具体而言，本专利技术公开了一种基于动挠度的桥梁限载快速监测系统，包括桥梁动挠度监测装置1，数据处理装置2，车辆信息采集装置3，和超限信息警示装置4，其中所述桥梁动挠度监测装置1，用于对车辆经过桥梁时动挠度变化进行监测，得到桥梁各时刻的动挠度数据；车辆信息采集装置3，用于对车辆在桥梁上行驶的车辆相关信息进行采集；数据处理装置2，分别与所述桥梁动挠度监测装置1和所述车辆信息采集装置3连接，用于分别接收桥梁各时刻的动挠度数据和所述的车辆相关信息，根据所述桥梁各时刻的动挠度数据，计算出车辆行驶时的最大下凹挠度值，并将最大下凹挠度值与桥梁安全设计挠度允许值进行比较，如果在桥梁安全设计挠度允许值范围内，则判断车辆不超限，如果超出桥梁安全设计挠度允许值，则判断车辆超限，发出警示信息，保存所述车辆相关信息，并将所述车辆相关信息发送给超限信息警示装置4；超限信息警示装置4，用于接收并显示数据处理装置2传输的所述超限车辆的所述车辆相关信息。进一步的，所述桥梁动挠度监测装置包括多个梁体倾斜度感应传感器11和一个数据采集子装置12，所述梁体倾斜度感应传感器11设置在桥梁梁体的多个关键位置处，采集所述关键位置的纵向倾斜度，由数据采集子装置12同步采集各监测点的纵向倾斜度，并根据所述纵向倾斜度计算得到桥梁各时刻的动挠度数据。进一步的，所述梁体倾斜度感应传感器11为伺服式倾角仪，所述关键位置为至少5个。进一步的，所述车辆信息采集装置2包括多台摄像机、图像识别器以及相应的摄像机固定装置，在每个车道上安装1台摄像机，对桥面通行车辆时的车辆相关信息进行监控采集。进一步的，所述车辆相关信息包括车辆的车牌号、车型、轮胎数量、行驶位置以及行驶车道。进一步的，所述超限信息警示装置4包括野外显示屏。进一步的，所述监测系统还包括供电装置5，用于给整个监测系统提供电源。进一步的，所述供电装置5为太阳能供电装置，包括太阳能板、充放电控制器、蓄电池和相应的固定架。进一步的，所述监测系统还包括数据远程发送装置6和数据远程接收装置7，所述数据远程发送装置6用于将超限车辆的所述车辆相关信息传输至所述数据远程接收装置7，所述数据远程接收装置7用于接收远程发送的超限车辆的所述车辆相关信息，并进行保存。进一步的，所述数据远程发送装置6包括无线数据传输单元DTU和4G手机卡；所述数据远程接收装置7包括服务器和数据库。本专利技术基于动挠度最大值来判别通行桥梁的卡车等效重量是否超过桥梁的实际安全承载能力，而不是先判断出车辆的载重，再判别卡车重量是否超限。相对于现有技术，本专利技术具有如下的优点：(1)可快速安装，无需阻断交通；(2)不用预先检测和评估监测桥梁的实际承载能力；(3)可用于旧公路桥梁或强震区存在损伤的公路桥梁的限载监测，减少桥梁垮塌事件的发生。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1是根据本专利技术的具体实施例的基于动挠度的桥梁限载快速监测系统的装置示意图；图2是根据本专利技术的具体实施例的桥梁动挠度监测装置的示意图；图3是根据本专利技术的另一个具体实施例的基于动挠度的桥梁限载快速监测系统的测试流程。1、桥梁动挠度监测装置；2、数据处理装置；3、车辆信息采集装置；4、超限信息警示装置；5、供电装置；6、数据远程发送装置；7、数据远程接收装置；11、梁体倾斜度感应传感器；12、数据采集子装置。具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在桥梁健康监测系统及荷载试验中，变形是一个极其重要的指标。挠度作为变形的一种描述形式，可以评价桥梁质量及运营状态，反映桥梁的刚度，是桥梁整体变形最明显的反应。尤其是桥梁的动挠度，更是桥梁刚度最为实时的反应，是桥梁在车辆荷载作用下最为真实的反应。在车辆荷载作用下，桥梁结构将产生比相同静荷载作用下更大的变形和应力。因此，对车辆通过桥梁时桥梁的动挠度进行测量，将变化的动挠度最大值与桥梁动挠度设计安全允许值进行比较，能够快速地判断桥梁负载是否超限。并且桥梁动挠度的测量简便、快速，无须阻断交通。实施例1：参见图1，示出了根据本专利技术的具体实施例的基于动挠度的桥梁限载快速监测系统的装置示意图。该桥梁限载快速监测系统包括桥梁动挠度监测装置1，数据处理装置2，车辆信息采集装置3，和超限信息警示装置4，其中所述桥梁动挠度监测装置1，用于对车辆经过桥梁时动挠度变化进行监测，得到桥梁各时刻的动挠度数据；车辆信息采集装置3，用于对车辆在桥梁上行驶的车辆相关信息进行采集。示例性的，所述车辆相关信息包括车辆的车牌号、车型、轮胎数量、行驶位置以及行驶车道。数据处理装置2，分别与所述桥梁动挠度监测装置1和所述车辆信息采集装置3连接，用于分别接收桥梁各时刻的动挠度数据和车辆的相关信息，根据所述桥梁各时刻的动挠度数据，计算出车辆行驶时的最大下凹挠度值，并将最大下凹挠度值与桥梁安全设计挠度允许值进行比较，如果在桥梁安全设计挠度允许值范围内，则判断车辆不超限，如果超出桥梁安全设计挠度允许值，则判断车辆超限，发出警示信息，保存所述车辆相关信息，并将超限车辆的所述车辆相关信息发送给超限信息警示装置4；超限信息警示装置4，用于接收数据处理装置2传输的所述车辆相关信息，并在相应位置显示超限车辆的所述车辆相关信息，以达到提示车主，或者提示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于动挠度的桥梁限载快速监测系统，其特征在于：所述桥梁限载快速监测系统包括桥梁动挠度监测装置(1)，数据处理装置(2)，车辆信息采集装置(3)，和超限信息警示装置(4)，其中所述桥梁动挠度监测装置(1)，用于对车辆经过桥梁时动挠度变化进行监测，得到桥梁各时刻的动挠度数据；车辆信息采集装置(3)，用于对车辆在桥梁上行驶的车辆相关信息进行采集；数据处理装置(2)，分别与所述桥梁动挠度监测装置(1)和所述车辆信息采集装置(3)连接，用于分别接收桥梁各时刻的动挠度数据和所述的车辆相关信息，根据所述桥梁各时刻的动挠度数据，计算出车辆行驶时的最大下凹挠度值，并将最大下凹挠度值与桥梁安全设计挠度允许值进行比较，如果在桥梁安全设计挠度允许值范围内，则判断车辆不超限，如果超出桥梁安全设计挠度允许值，则判断车辆超限，发出警示信息，保存所述车辆相关信息，并将所述车辆相关信息发送给超限信息警示装置(4)；超限信息警示装置(4)，用于接收并显示所述数据处理装置(2)传输的所述超限车辆的所述车辆相关信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于动挠度的桥梁限载快速监测系统，其特征在于：所述桥梁限载快速监测系统包括桥梁动挠度监测装置(1)，数据处理装置(2)，车辆信息采集装置(3)，和超限信息警示装置(4)，其中所述桥梁动挠度监测装置(1)，用于对车辆经过桥梁时动挠度变化进行监测，得到桥梁各时刻的动挠度数据；车辆信息采集装置(3)，用于对车辆在桥梁上行驶的车辆相关信息进行采集；数据处理装置(2)，分别与所述桥梁动挠度监测装置(1)和所述车辆信息采集装置(3)连接，用于分别接收桥梁各时刻的动挠度数据和所述的车辆相关信息，根据所述桥梁各时刻的动挠度数据，计算出车辆行驶时的最大下凹挠度值，并将最大下凹挠度值与桥梁安全设计挠度允许值进行比较，如果在桥梁安全设计挠度允许值范围内，则判断车辆不超限，如果超出桥梁安全设计挠度允许值，则判断车辆超限，发出警示信息，保存所述车辆相关信息，并将所述车辆相关信息发送给超限信息警示装置(4)；超限信息警示装置(4)，用于接收并显示所述数据处理装置(2)传输的所述超限车辆的所述车辆相关信息。2.根据权利要求1所述的桥梁限载快速监测系统，其特征在于：所述桥梁动挠度监测装置包括多个梁体倾斜度感应传感器(11)和一个数据采集子装置(12)，所述梁体倾斜度感应传感器(11)设置在桥梁梁体的多个关键位置处，采集所述关键位置的纵向倾斜度，由数据采集子装置(12)同步采集各监测点的纵向倾斜度，并根据所述纵向倾斜度计算得到桥梁各时刻的动挠度数据。3.根据权利要求2所述的桥梁限载...

【专利技术属性】
技术研发人员：何先龙，杨学山，佘天莉，贾行建，
申请(专利权)人：中国地震局工程力学研究所，何先龙，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23