一种单柱式桥墩梁式桥的倾覆风险监测预警方法与系统技术方案

本发明专利技术涉及一种单柱式桥墩梁式桥的倾覆风险监测预警方法与系统，属于桥梁风险监测技术领域。该方法包括：(1)接收用于计算该桥倾覆风险系数的监测参数；(2)在该倾覆风险系数超过第一预设阈值时，控制布设在单柱式桥墩梁式桥上的车道引导装置启动导流工作模式，以引导车辆沿桥面的中央区域或靠非倾斜侧行驶；及控制入口车流引导装置启动减流工作模式，以减少进入单柱式桥墩梁式桥的车辆数量；沿车流的行进方向，入口车流引导装置安装在单柱式桥墩梁式桥的入口处或该入口的上游处。该方法能有效地进行桥梁倾覆风险的主动且实时的排除，提高该桥的使用高安全，可广泛应用于桥梁建造领域中。

A method and system for monitoring and early warning of overturning risk of beam bridge with single column pier

【技术实现步骤摘要】
一种单柱式桥墩梁式桥的倾覆风险监测预警方法与系统
本专利技术涉及桥梁监测
，具体地说，涉及一种具有抗倾覆装置的单柱式桥墩梁式桥的倾覆监测预警方法与系统。
技术介绍
单柱式桥墩梁式桥由于采用单柱墩对主梁板进行支撑，占地面积小、成本低，在高架桥的架设中较为常用；但是，其存在受力不尽合理，单侧超载容易造成倾覆。为了充分利用单柱式桥墩占地面积少而便于在用地面积较少的城市高架中使用，需克服其在单侧超载时易倾覆的缺陷，对此，申请人提出了一种针对现有单柱式桥墩梁式桥进行加固改造的方法，并申请了申请号为CN201911376382.7的专利技术专利申请；基于该抗倾覆装置的结构改进，能够便于对单柱式桥墩梁式桥进行加固改造施工的同时，降低相关成本低，且便于后续维护过程中零部件更换。除了利用抗倾覆装置对单柱式桥墩进行加固之外，现有技术还采用监控系统对单柱式桥墩的倾覆风险进行监测评估，例如公开号为CN104034248A的专利文献所公开的一种预警桥梁整体倾覆的实时无线监测设备，及公开号为CN108195531A的专利文献所公开的一种用于梁式桥倾覆危险监测和报警的设备。基于这些监测系统，能够该桥的当前倾覆风险进行监测，并对该倾覆风险进行评估，但是无法对当前出现的风险进行主动且及时地排除；此外，对于安装了抗倾覆装置的桥梁而言，其存在抗倾覆装置的抗倾覆效果难以评估及是否失效难以监控的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种单柱式桥墩梁式桥的倾覆监测预警方法，能有效地进行桥梁倾覆风险的主动且实时的排除，提高该桥的使用高安全；本专利技术的第二目的是提供一种单柱式桥墩梁式桥的倾覆监测预警方法，能有效利用抗倾覆装置进行辅助抗倾覆，且能对抗倾覆装置的工作状态与是否失效进行有力的监控，以进一步的提高安全；本专利技术的第三目的是提供一种单柱式桥墩梁式桥的倾覆监测预警方法，能有效地进行桥梁倾覆风险的主动且实时的排除，提高该桥的使用安全。为了实现上述主要目的，本专利技术提供的倾覆风险监测预警方法用于对单柱式桥墩梁式桥的倾覆风险进行监测预警，该倾覆风险监测预警方法包括以下步骤：接收步骤，接收用于计算单柱式桥墩梁式桥的倾覆风险系数的监测参数；第一发送步骤，在倾覆风险系数超过第一预设阈值时，发送第一控制指令与第二控制指令；第一控制指令用于控制车道引导装置启动导流工作模式，以引导车辆沿桥面的中央区域或靠非倾斜侧行驶；车道引导装置布设在单柱式桥墩梁式桥上；第二控制指令用于控制入口车流引导装置启动减流工作模式，以减少进入单柱式桥墩梁式桥的车辆数量；沿车流的行进方向，入口车流引导装置安装在单柱式桥墩梁式桥的入口处或该入口的上游处。该方法为在现有监测参数获取设备的基础，通过在桥上布设入口车流引导装置与车道引导装置，并使用过程中，利用监测参数计算桥倾覆风险系数，从而可根据所计算出的桥倾覆风险系数控制车道引导装置与入口车流引导装置的工作状态，从而能及时地排除风险，以提高单柱式桥墩梁式桥的使用安全。具体的方案为倾覆风险监测预警方法包括第二发送步骤：在倾覆风险系数小于第二预设阈值时，发送第三控制指令与第四控制指令；第二预设阈值小于第一预设阈值；第三控制指令用于控制车道引导装置结束导流工作模式，第四控制指令用于控制入口车流引导装置结束减流工作模式。有效地确保该桥的正常使用。优选的方案为车道引导装置为两块布设在两半桥面区域上方的箭头指示牌，导流工作模式为控制箭头指示牌显示朝中间行进的绿色箭头流。结构简单，便于使用。优选的方案为入口车流引导装置为红绿灯，启动减流工作模式为控制红绿灯关闭一个以上的车道；或入口车流引导装置为显示板，启动减流工作模式为控制显示板显示绕行或减速提示。结构简单，便于使用，且能利用现有设备进行预警而节约成本。为了实现上述另一目的，本专利技术提供的优选方案为在单柱式桥墩梁式桥的单柱桥墩的两侧与主梁之间均布设有抗倾覆装置；抗倾覆装置包括用于固装在主梁侧面部上的上拉杆卡槽组件，用于固装在桥墩侧面部上的下拉杆卡槽组件，及两端均为卡持端部的多根板形拉杆；卡持端部为相对拉杆杆体朝外膨胀的膨胀端部；拉杆卡槽组件包括设有安装通孔的楔形母板，焊接在楔形母板的外板面上的拉杆卡槽，及设有安装通孔的楔形子板；拉杆卡槽的槽口相对槽腔为缩口结构，拉杆卡槽的槽长方向沿平行于其所固定外板面的板面方向布置，且至少一端部为敞口端，用于使卡持端部可拆卸地套装在槽腔内；在卡槽敞口端部上可拆卸地布设有盖板，卡持端部与槽腔的各腔壁间均存有活动间隙，且在槽腔内填充有非亲水润滑剂，并在拉杆卡槽的槽口壁与拉杆之间的间隙上紧塞有止水橡胶条；上下两套拉杆卡槽组件的楔形母板的外板面共面布置；楔形子板用于垫在楔形母板的外板面上，而使楔形子板的外板面与楔形母板的内板面相平行布置；监测参数为布设在每根拉杆上的应变传感器所输出，应变传感器用于获取拉杆的拉伸形变量；倾覆风险系数基于拉伸形变量进行计算。基于该抗倾覆装置不仅能够提高该单柱式桥墩梁式桥的抗倾覆风险，同时能够利用拉杆的拉伸形变量的监测而获取计算其倾覆风险的监测参数，从而能有效地降低成本；此外，能利用应变传感器对该抗倾覆装置的使用状态进行监测，从而便于维修。优选的方案为倾覆风险监测预警方法包括第三发送步骤：在入口车流引导装置关闭单柱式桥墩梁式桥的进口至该桥上无车辆时，若监测数据表征部分拉杆的拉伸形变量未恢复至桥正常工作状态下的参考范围，则向移动监控平台发送检修指令。有效地对抗倾覆装置的工作状态进行监控，从而能够进行及时的维修。优选的方案为倾覆风险系数基于拉伸形变量进行计算的步骤包括计算有总数量k1％以上的拉杆拉伸形变量超过安全范围的k2％中K1与K2的数值；倾覆风险系数超过预设阈值的步骤为K1与K2数值均超过设置的数值。在确保使用安全的前提下，减少计算量而提高响应速度。为了实现上述再一目的，本专利技术提供的单柱式桥墩梁式桥倾覆风险监测预警系统包括处理器与存储器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，能实现上述任一技术方案所描述的倾覆风险监测预警方法。为了实现上述再一目的，本专利技术提供的单柱式桥墩梁式桥的倾覆风险监测预警系统，倾覆风险监测预警系统包括远程服务器、入口车流引导装置及安装在单柱式桥墩梁式桥上的倾覆监测装置与车道引导装置；倾覆监测装置用于获取计算单柱式桥墩梁式桥的倾覆风险系统的监测参数；沿车流的行进方向，入口车流引导装置安装在单柱式桥墩梁式桥的入口处或该入口的上游处；倾覆监测装置包括监测传感器、数据预处理单元及无线通信单元，数据预处理单元用于对监测参数进行预处理，在预处理结果表征单柱式桥墩梁式桥存在倾覆风险时，开启通信单元向远程服务器发送实时监测参数，及向入口车流引导装置发送预警控制指令；预警控制指令用于控制入口车流引导装置启动减流工作模式，以减少进入单柱式桥墩梁式桥的车辆数量，并在第一预定时长后结束该减流工作模式；远程服务器包括通信单元及计算单元，计算单元依据所收到的监测参数数据计算倾覆风险系数，并在倾覆风险系数超过第一预设阈值时，控制通信单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单柱式桥墩梁式桥的倾覆风险监测预警方法，其特征在于，所述倾覆风险监测预警方法包括以下步骤：/n接收步骤，接收用于计算所述单柱式桥墩梁式桥的倾覆风险系数的监测参数；/n第一发送步骤，在所述倾覆风险系数超过第一预设阈值时，发送第一控制指令与第二控制指令；所述第一控制指令用于控制车道引导装置启动导流工作模式，以引导车辆沿桥面的中央区域或靠非倾斜侧行驶；所述车道引导装置布设在所述单柱式桥墩梁式桥上；所述第二控制指令用于控制入口车流引导装置启动减流工作模式，以减少进入所述单柱式桥墩梁式桥的车辆数量；沿车流的行进方向，所述入口车流引导装置安装在所述单柱式桥墩梁式桥的入口处或该入口的上游处。/n

【技术特征摘要】
1.一种单柱式桥墩梁式桥的倾覆风险监测预警方法，其特征在于，所述倾覆风险监测预警方法包括以下步骤：
接收步骤，接收用于计算所述单柱式桥墩梁式桥的倾覆风险系数的监测参数；
第一发送步骤，在所述倾覆风险系数超过第一预设阈值时，发送第一控制指令与第二控制指令；所述第一控制指令用于控制车道引导装置启动导流工作模式，以引导车辆沿桥面的中央区域或靠非倾斜侧行驶；所述车道引导装置布设在所述单柱式桥墩梁式桥上；所述第二控制指令用于控制入口车流引导装置启动减流工作模式，以减少进入所述单柱式桥墩梁式桥的车辆数量；沿车流的行进方向，所述入口车流引导装置安装在所述单柱式桥墩梁式桥的入口处或该入口的上游处。


2.根据权利要求1所述的倾覆风险监测预警方法，其特征在于，所述倾覆风险监测预警方法包括第二发送步骤：
在所述倾覆风险系数小于第二预设阈值时，发送第三控制指令与第四控制指令；所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值；所述第三控制指令用于控制所述车道引导装置结束所述导流工作模式，所述第四控制指令用于控制所述入口车流引导装置结束所述减流工作模式。


3.根据权利要求1或2所述的倾覆风险监测预警方法，其特征在于：
所述车道引导装置为两块布设在两半桥面区域上方的箭头指示牌，所述导流工作模式为控制所述箭头指示牌显示朝中间行进的绿色箭头流。


4.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的倾覆风险监测预警方法，其特征在于：
所述入口车流引导装置为红绿灯，所述启动减流工作模式为控制所述红绿灯关闭一个以上的车道；或，
所述入口车流引导装置为显示板，所述启动减流工作模式为控制所述显示板显示绕行或减速提示。


5.根据权利要求1至4任一项权利要求所述的倾覆风险监测预警方法，其特征在于：
在所述单柱式桥墩梁式桥的单柱桥墩的两侧与主梁之间均布设有抗倾覆装置；所述抗倾覆装置包括用于固装在主梁侧面部上的上拉杆卡槽组件，用于固装在桥墩侧面部上的下拉杆卡槽组件，及两端均为卡持端部的多根板形拉杆；所述卡持端部为相对拉杆杆体朝外膨胀的膨胀端部；拉杆卡槽组件包括设有安装通孔的楔形母板，焊接在所述楔形母板的外板面上的拉杆卡槽，及设有安装通孔的楔形子板；所述拉杆卡槽的槽口相对槽腔为缩口结构，所述拉杆卡槽的槽长方向沿平行于其所固定外板面的板面方向布置，且至少一端部为敞口端，用于使所述卡持端部可拆卸地套装在所述槽腔内；在卡槽敞口端部上可拆卸地布设有盖板，所述卡持端部与所述槽腔的各腔壁间均存有活动间隙，且在所述槽腔内填充有非亲水润滑剂，并在所述拉杆卡槽的槽口壁与拉杆之间的间隙上紧塞有止水橡胶条；上下两套拉杆卡槽组件的楔形母板的外板面共面布置；所述楔形子板用于垫在所述楔形母板的外板面上，而使所述楔形子板的外板面与所述楔形母板的内板面相平行布置；所述监测参数为布设在每根拉杆上的应变传感器所输出，所述应变传感器用于获取拉杆的拉伸形变...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昌将，王权权，殷甲，郭斌强，严磬，
申请(专利权)人：浙江省交通规划设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33