一种桥面车辆荷载识别装置及设置该装置的桥梁制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种桥面车辆荷载识别装置及设置该装置的桥梁，涉及桥梁检测领域，包括雷达跟踪定位系统、动态称重系统和数据处理设备，雷达跟踪定位系统包括至少一组雷达组，雷达组包括三个雷达，雷达用于设置桥梁上采集第一类车辆数据，动态称重系统用于间隔设置于桥面以采集第二类车辆数据，且第一类车辆数据和第二类车辆数据至少部分种类不同，数据处理设备获取第一类车辆数据和第二类车辆数据，并使用第一类车辆数据和第二类车辆数据计算桥面的车辆对桥面作用荷载的空间分布，本实用新型专利技术能够获取任意时刻桥面车辆对桥面作用荷载的空间分布。

【技术实现步骤摘要】
一种桥面车辆荷载识别装置及设置该装置的桥梁
本技术涉及桥梁检测领域，具体涉及一种桥面车辆荷载识别装置及设置该装置的桥梁。
技术介绍
车辆荷载是桥梁结构承受的主要外荷载，采用现有技术研究人员难以准确获取结构承受的实际车辆荷载。其主要原因是受环境、交通管制和桥梁所处地界的影响，在桥梁上通行的车辆也存在较大的不确定性；另外，由于桥梁上的车辆型号、车辆重量、轴重和车速的不同，也增加了获取桥上车辆荷载分布的难度；导致设计规范中的车辆荷载模型与桥梁实际承受的荷载并不一致，荷载输入的不确定导致难以根据结构响应监测数据评估桥梁的安全状况，有研究人员对桥面通行车辆进行统计分析，获得桥梁车辆荷载模型以分析车辆荷载效应。但是该方法获取的是一种固定的车辆加载模式，无法准确反映极端情况下的桥上车辆分布；且该方法难以与结构实时响应数据联合分析，不能准确分析桥面车辆荷载与结构响应的对应关系。目前，桥梁车辆荷载检测技术主要有以下两种。一种，是以动态称重系统为基础，准确测得桥面通行车辆的重量与速度，通过统计分析的方法获得桥面车辆荷载概率分布模型，但是该方法不能得到桥面车辆的空间分布，难以掌握车辆荷载的作用历程。另外一种，则是在桥面布置多个摄像头，通过图像的方法来获取车辆的空间分布；该方法不能准确获知掌握车辆的重量，且因图像识别技术的限制，车辆空间分布精度较差，夜间无法识别，难以掌握全部桥面的车辆状况。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种桥面车辆荷载识别装置及设置该装置的桥梁，能够获取任意时刻桥面车辆对桥面作用荷载的空间分布。为达到以上目的，本技术采取的技术方案是：一种桥面车辆荷载识别装置，包括：雷达跟踪定位系统，所述雷达跟踪定位系统包括至少一组雷达组，所述雷达组包括三个雷达，所述雷达用于设置桥梁上采集第一类车辆数据；动态称重系统，所述动态称重系统用于间隔设置于桥面以采集第二类车辆数据，且所述第一类车辆数据和第二类车辆数据至少部分种类不同；数据处理设备，所述数据处理设备分别与所述雷达跟踪定位系统和动态称重系统相连，所述数据处理设备用于接收所述雷达跟踪定位系统和动态称重系统的数据。在上述技术方案的基础上，所述雷达跟踪定位系统用于采集的数据包括车流量、平均车速、车头时距、车辆间距、车辆经度、车辆纬度和车辆速度。在上述技术方案的基础上，所述动态称重系统用于采集的数据包括车辆速度、车辆总重、车辆轴重、车辆轴距和车辆车道分布。在上述技术方案的基础上，所述雷达跟踪定位系统包括雷达采集模块，所述雷达采集模块与所述雷达组和数据处理设备相连。本技术还提供一种设有上述装置的桥梁，其特征在于：所述雷达组设于桥梁的桥塔或路灯上；桥梁的桥面两端设有所述动态称重系统，所述动态称重系统安装在所述雷达跟踪定位系统探测区域内。在上述技术方案的基础上，每组所述雷达组内三个所述雷达分别朝向桥面两端和桥面，且朝向桥面的所述雷达探测区域与另两所述雷达探测区域均部分重叠。在上述技术方案的基础上，相邻两组所述雷达组的探测区域部分重叠。在上述技术方案的基础上，所述桥面两端设有一机柜，所述机柜内设有所述数据处理设备。与现有技术相比，本技术的优点在于：(1)本技术的一种桥面车辆荷载识别装置，包括雷达跟踪定位系统、动态称重系统和数据处理设备，通过雷达跟踪定位系统和动态称重系统分别采集的第一类车辆数据和第二类车辆数据，并通过数据处理设备将雷达跟踪定位系统和动态称重系统的数据进行匹配处理，从而获取任意时刻桥面车辆对桥面作用荷载的空间分布。附图说明图1为本技术实施例中设有识别装置的桥梁的布置正视图；图2为本技术实施例中设有识别装置的桥梁的布置俯视图；图3为本技术实施例中设有识别装置的桥梁荷载分布识别方法的步骤框图。图中：1-雷达跟踪定位系统，11-雷达组，12-雷达，2-动态称重系统，3-数据处理设备。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术作进一步详细说明。参见图1和图2所示，本技术实施例提供一种桥面车辆荷载识别装置，包括雷达跟踪定位系统1、动态称重系统2和数据处理设备3，雷达跟踪定位系统1包括至少一组雷达组11，每组雷达组11包括三个雷达12，雷达12用于设置桥梁上采集第一类车辆数据，第一类车辆数据至少包括车辆在桥面上的经度、纬度和速度，动态称重系统2用于间隔设置桥面以采集第二类车辆数据，第二类车辆数据至少包括车辆轴重、轴距和速度信息，第一类车辆数据和第二类车辆数据至少部分种类不同，数据处理设备3分别与雷达跟踪定位系统1和动态称重系统2相连，数据处理设备3用于接收雷达跟踪定位系统1和动态称重系统2的数据，即数据处理设备3获取第一类车辆数据和第二类车辆数据，数据处理设备3根据时钟信息和所述第一类车辆数据计算得到与时间关联的车辆行驶轨迹，并结合所述第二类车辆数据和所述与时间关联的车辆行驶轨迹得到车辆对桥面作用荷载的空间分布，其中，优选的，雷达跟踪定位系统1用于获取的数据包括车流量、占有率、平均车速、车头时距、车辆间距、车辆位置坐标和车辆速度，其中，占有率为车流占据车道的时间的比率，动态称重系统2用于获取的数据包括车辆速度、车辆总重、车辆轴重、车辆轴距和车辆车道分布；通过雷达跟踪定位系统1记录车辆的时间、车道、车速和实时位置坐标，动态称重系统2记录车辆通过的时间、车道、车速、轴距、轴重和车重信息，并通过数据处理设备3将雷达跟踪定位系统1和动态称重系统2的检测数据进行匹配，从而获取任意时刻桥面车辆对桥面作用荷载的空间分布。本实施例中所提到的时钟信息为雷达12自带的时钟。其中，雷达跟踪定位系统1还包括一雷达采集模块，雷达采集模块与雷达组11和数据处理设备3相连，该雷达采集模块用于将雷达组11采集的数据进行整合处理并发送至数据处理设备3，雷达跟踪定位系统1和动态称重系统2的数据采集同步，能够保证雷达跟踪定位系统1和动态称重系统2在同一时刻获取的数据为车辆在同一点所产生的数据，进而保证该实时识别装置获取的任意时刻桥面车辆对桥面作用荷载的空间分布的准确性。参见图1至图3所示，本技术实施例还提供一种设有上述识别装置的桥梁，其中，雷达组11设于桥梁的桥塔或路灯上，优选的，每组雷达组11内三个雷达12分别朝向桥面两端和桥面，且朝向桥面的雷达12探测区域与另两雷达12探测区域均部分重叠，相邻两组雷达组11的探测区域部分重叠；桥梁的桥面两端设有动态称重系统2，动态称重系统2的安装在所述雷达跟踪定位系统(1)探测区域内；桥梁的桥面两端设有数据处理设备3，数据处理设备3分别与雷达跟踪定位系统1和动态称重系统2相连。其中，雷达12通过一固定支架固定于桥塔或路灯上，能够调节该雷达12安装于不同位置，确保该雷达12的检测区域符合要求；数据处理设备3设于一机柜内，且机柜设于桥面两端，能够对该数据处理设备3进行防护，避免数据处理设备3的暴露造成其结构受到损坏，从而提高该数据处理设备3的使用寿命。参见图1至图3所示，本技术实施例还提供一种使用如上述装置的桥梁荷载分布识别方法，包括如下步骤：S1、在待监测桥梁的桥塔或路灯上布置雷达跟踪定位系统1，在待监测桥梁的桥面两端布置动态称重系统2与数据处理设备3；S2、根据时钟信息和雷达组11检测得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种桥面车辆荷载识别装置，其特征在于，包括：雷达跟踪定位系统(1)，所述雷达跟踪定位系统(1)包括至少一组雷达组(11)，所述雷达组(11)包括三个雷达(12)，所述雷达(12)用于设置桥梁上采集第一类车辆数据；动态称重系统(2)，所述动态称重系统(2)用于间隔设置于桥面以采集第二类车辆数据，且所述第一类车辆数据和第二类车辆数据至少部分种类不同；数据处理设备(3)，所述数据处理设备(3)分别与所述雷达跟踪定位系统(1)和动态称重系统(2)相连，所述数据处理设备(3)用于接收所述雷达跟踪定位系统(1)和动态称重系统(2)的数据。

【技术特征摘要】
1.一种桥面车辆荷载识别装置，其特征在于，包括：雷达跟踪定位系统(1)，所述雷达跟踪定位系统(1)包括至少一组雷达组(11)，所述雷达组(11)包括三个雷达(12)，所述雷达(12)用于设置桥梁上采集第一类车辆数据；动态称重系统(2)，所述动态称重系统(2)用于间隔设置于桥面以采集第二类车辆数据，且所述第一类车辆数据和第二类车辆数据至少部分种类不同；数据处理设备(3)，所述数据处理设备(3)分别与所述雷达跟踪定位系统(1)和动态称重系统(2)相连，所述数据处理设备(3)用于接收所述雷达跟踪定位系统(1)和动态称重系统(2)的数据。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述雷达跟踪定位系统(1)用于采集的数据包括车流量、平均车速、车头时距、车辆间距、车辆经度、车辆纬度和车辆速度。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述动态称重系统(2)用于采集的数据包括车辆...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶仲韬，胡俊亮，梅秀道，郭翠翠，史雪峰，周浩，赵训刚，李明，王胡鹏，李成，
申请(专利权)人：中铁大桥科学研究院有限公司，中铁大桥局集团有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42