一种基于刚性拟合的小变形构件挠度监测方法，系统以及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种基于刚性拟合的小变形构件挠度监测方法，系统以及存储介质，其将待监测小变形构件比拟成多段刚性梁，并对待监测小变形构件沿跨度方向的两端和中部布置测量点；对各个测量点的倾角数值进行实时监测；根据监测到的数值，基于多段刚性梁的几何关系计算构件的最大挠度。本方案操作简单，成本低，计算效率非常高，并且在实施后即可自动实时监测，对现场条件包括视线通透、环境参考点等均无要求，解决了传统挠度测量对仪器要求高、对计算要求高、对环境要求高的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于刚性拟合的小变形构件挠度监测方法，系统以及存储介质
专利技术涉及工程监测技术，具体涉及构件挠度的监测技术。
技术介绍
传统挠度监测手段普遍采用设站(包括全站仪、水准仪等)测量或者位移传感器(包括位移计、千分表等)测量的方式。其中，设站测量挠度的具有耗时长、需要人力手工操作、采集频率极低等问题，无法应对施工过程等复杂条件下的挠度监测要求。通过位移传感器进行监测则需要将其安装或连接于环境固定参照点，对于提升滑移等施工过程或者其他不易找到环境固定点的工程项目，无法采用该方法进行监测。采用其他诸如视觉传感器等间接测量手段监测挠度有具有仪器成本高、难以工业化量产，或技术手段复杂、边界或计算要求高、易受环境干扰等缺陷。如公开号CN110487197A的中国专利申请，其公开了一种基于CCD图像传感器的挠度变化测量方法。该方案将激光点光源投射至值CCD传感器，通过判断传感器感应面上的激光点位置变化来测量挠度。公开号CN110487496A的中国专利申请，公开了基于长标距应变的改进弯矩面积法识别桥梁挠度方法，其给出了一种利用应变计测量挠度的方法。通过在构件沿长度方向上布置应变计，并基于推导的挠度和应变的函数关系，对构件挠度进行测量。公开号CN110319992A的中国专利申请公开了桥梁挠度检测方法、装置、系统、终端及介质，其给出一种可用于桥梁荷载试验的挠度观测方法，通过待测区域的视频预览图片对桥梁测点位移进行计算。公开号CN110617775A的中国专利申请公开了一种基于视觉感知的桥梁挠度的监测方法、装置及系统，其给出一种利用视觉传感器定期采集监测目标桥梁的图像，通过对目标特征点的识别进行桥梁挠度计算。公开号CN110553809A，公开了桥梁性能状态监测系统、方法和装置，其给出了一种以桥墩作为位移参考点，利用位移传感器测量桥梁挠度变化量的方法。这些方案在实际应用中普遍存在以下问题：1)利用视觉装置或传感器通过成像技术进行挠度测量的技术方案对视觉空间的要求很高，不能有视觉障碍，不适用于现场条件复杂的施工过程监测，且仪器价格相对昂贵；2)利用视觉传感器测量挠度要求测量对象整体是静止在空间中的，对于整体提升、滑移等具有刚体位移的结构施工过程监测不适用；3)利用位移传感器进行挠度测量需要借助环境固定参考点，对于施工条件复杂或整体提升及滑移的施工过程难以提供稳定的监测条件；4)利用应变计进行构件挠度监测的方法只适用于钢材等匀质材料，对于混凝土等容易开裂的非匀质材料无法进行监测；同时利用应变计换算挠度只适用于单一构件，不适用于结构整体挠度。
技术实现思路
针对现有施工过程等复杂条件下的挠度监测方案所存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种新的小变形构件挠度监测方案，其实施简单，测量精度和测量计算效率高，可在结构健康监测以及常规施工过程条件下实时测量具有小变形性态的构件挠度。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种基于刚性拟合的小变形构件挠度监测方法，该方法包括：将待监测小变形构件比拟成多段刚性梁，并对待监测小变形构件沿跨度方向的两端和中部布置测量点；对各个测量点的倾角数值进行实时监测；根据监测到的数值，基于多段刚性梁的几何关系计算构件的最大挠度。进一步地，所述监测方法中对于1个传感器进行测量，可采用2段刚性梁拟合计算。进一步地，所述监测方法中对于2个传感器进行测量，可采用3段刚性梁拟合计算。进一步地，所述监测方法中对于3个传感器进行测量，可采用3段或4段刚性梁拟合计算。进一步地，所述监测方法中对于4个传感器进行测量，可采用4段刚性梁拟合计算。进一步地，针对多跨连续梁，将多跨连续梁各跨构件作为基本单元进行分段，对各分段构件分别进行监测。为了达到上述目的，本专利技术还提供了一种基于刚性拟合的小变形构件挠度监测系统，所述小变形构件挠度监测系统包括处理器以及处理程序，所述处理器可执行处理程序，以按照上述的小变形构件挠度监测方法进行构件挠度监测。为了达到上述目的，本专利技术还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，所述程序执行上述的小变形构件挠度监测方法。本专利技术提供的基于刚性拟合的小变形构件挠度监测方法，其操作简单，成本低，计算效率非常高，并且在实施后即可自动实时监测，对现场条件包括视线通透、环境参考点等均无要求，解决了传统挠度测量对仪器要求高、对计算要求高、对环境要求高的技术问题。附图说明以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本专利技术。图1为本实例中倾角计数量为1且小变形构件为2段刚性构件时监测示例图；图2为本实例中倾角计数量为2且小变形构件为2段刚性构件时监测示例图；图3为本实例中倾角计数量为3且小变形构件为3段刚性构件时监测示例图；图4为本实例中倾角计数量为3且小变形构件为4段刚性构件时监测示例图；图5为本实例中倾角计数量为4且小变形构件为4段刚性构件时监测示例图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。针对现有施工过程等复杂条件下的挠度监测方案对仪器要求高、对计算要求高、对环境要求高的技术问题，本实例给出一种新的小变形构件挠度的实时监测方案，其操作简单，无需任何环境参考点或视线通透等技术要求，同时实现自动实时监测，保证监测精度和效率。具体的，本实例将将一根待监测的构件分为若干段(即比拟成若干段)，每一段均认定为刚性直线，即段内不发生任何变形，同时每一段之间存在一定夹角；据此，本实例进一步基于设定的多段刚性结构，实现近似拟合构件挠度曲线。为此，本实例给出的小变形构件挠度的实时监测方案，基于倾角的多段刚性拟合法计算小变形构件挠度，可实时快速计算小变形构件的挠度。实现时，本实例将待监测的小变形构件比拟成多段刚性梁，如此能够简化构件所设定的挠度曲线函数形式，实现在保证计算精度的情况下，降低计算复杂度和提高计算效率，从而降低实际应用运行时对计算硬件配置的要求。在此基础上，本实例进一步通过在待监测的小变形构件沿跨度方向的两端和中部布置测量点；并利用倾角传感器对测量点的倾角数值进行实时监测。最后根据监测到的数值，基于多段刚性梁的几何关系。计算构件的最大挠度。本实例在相应测量点布置传感器的具体方式可根据实际需求而定，此处不加以限定。本实例中针对每个测量点倾角变化量的测量，可利用任意可以采集倾角数据的传感器进行监测数据的采集和计算，作为举例，可以为但不仅限于倾角计和测斜仪等。本方案在具体实施时，在相关的仪器(如布置在每个测量点的传感器)安装完毕后即可自动实时监测，无需人工手动操作，对操作空间、视觉空间等均无任何要求，整个操作过程简单，极大地提升了复杂施工条件下的挠度监测效率。本方案，其利用提前布设好的倾角传感器，在监测过程中可以实时自动计算构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于刚性拟合的小变形构件挠度监测方法，其特征在于，所述方法包括：/n将待监测小变形构件比拟成多段刚性梁，并对待监测小变形构件沿跨度方向的两端和中部布置测量点；/n对各个测量点的倾角数值进行实时监测；/n根据监测到的数值，基于多段刚性梁的几何关系计算构件的最大挠度。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于刚性拟合的小变形构件挠度监测方法，其特征在于，所述方法包括：
将待监测小变形构件比拟成多段刚性梁，并对待监测小变形构件沿跨度方向的两端和中部布置测量点；
对各个测量点的倾角数值进行实时监测；
根据监测到的数值，基于多段刚性梁的几何关系计算构件的最大挠度。


2.根据权利要求1所述的小变形构件挠度监测方法，其特征在于，所述监测方法中对于1个传感器进行测量，可采用2段刚性梁拟合计算。


3.根据权利要求1所述的小变形构件挠度监测方法，其特征在于，所述监测方法中对于2个传感器进行测量，可采用3段刚性梁拟合计算。


4.根据权利要求1所述的小变形构件挠度监测方法，其特征在于，所述监测方法中对于3个传感器进行测量，可采用3段或...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，吴俊，
申请(专利权)人：同恩上海工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31