基于移动监测的大件车辆运输过程中桥梁安全评估方法技术

本申请公开了一种基于移动监测的大件车辆运输过程中桥梁安全评估方法、装置及介质，涉及桥梁工程领域。本申请所提供的方法，通过检测车辆通行沿线所有桥梁，利用车载检测装置和便携式以及可拆卸式检测设备对大件运输下桥梁的安全状态进行评估，和目前的使用人工布设传感器进行桥梁的安全检测和评估相比，由于人工布设传感器进行安全检测和评估需要对每一个待检测桥梁使用一套独立的检测设备和设备的布设方案，且将设备安装在桥梁上较为复杂，而本方案中的安全检测和评估方法只需要使用一台检测车辆和一套可拆卸式和便携式检测设备即可对所有桥梁进行安全检测和评估，因此设备较少，成本较低，也无需进行安装，操作较为简单。简单。简单。

Bridge safety evaluation method based on mobile monitoring in the process of heavy vehicle transportation

【技术实现步骤摘要】
基于移动监测的大件车辆运输过程中桥梁安全评估方法


[0001]本申请涉及桥梁工程领域，特别是涉及一种基于移动监测的大件车辆运输过程中桥梁安全评估方法、装置及可读存储介质。

技术介绍

[0002]近年来，随着道路交通基础设施建设的快速发展，受国家工业化发展的驱使，不可拆卸设备的公路大件运输业务愈发繁重，过境大件运输车辆不断增多、重量不断提升，使公路桥梁的安全性能受到严重威胁，为了避免大件运输车辆通过桥梁而导致桥梁的承载能力存在较大的安全隐患，大件运输车辆通过桥梁时通常需要对桥梁的安全性能进行评估。
[0003]现有的针对大件车辆运输中的桥梁安全性能评估，通常需要在桥梁上安装大量的固定传感器，通过传感器传达数据从而获取桥梁的安全信息，因传感器安装困难且当存在多个待检测桥梁时，需要使用多套设备，因此成本高等缺点使得通过固定传感器监测方法受到限制。
[0004]鉴于上述技术，寻找一种较简易且成本较低的基于移动监测的大件车辆运输过程中桥梁安全评估方法是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供一种基于移动监测的大件车辆运输过程中桥梁安全评估方法，以便于解决当前使用固定传感器进行检测安装困难且成本较高的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本申请提供一种基于移动监测的大件车辆运输过程中桥梁安全评估方法，包括：
[0007]控制检测车辆运行于待检测桥梁，所述检测车辆为安装有桥梁检测装置的车辆；控制可拆卸式GPS
‑
RTK移动站运行于待检测桥梁；控制车载摄像机和便携可移动式无人机运行于待检测桥梁；
[0008]获取所述桥梁检测装置在所述检测车辆运行于所述待检测桥梁时测得的数据；
[0009]根据所述数据生成所述待检测桥梁的安全状态。
[0010]优选地，所述控制检测车辆运行于待检测桥梁包括：
[0011]控制所述检测车辆单独运行于所述待检测桥梁；
[0012]控制所述检测车辆与所述大件车辆同时运行于所述待检测桥梁，所述大件车辆为通过公路载运不可拆解物体的超限运输的车辆；
[0013]所述获取所述检测车辆运行于所述待检测桥梁时测得的数据包括：
[0014]获取所述桥梁检测装置在所述检测车辆单独运行于所述待检测桥梁时的初始数据；
[0015]获取所述桥梁检测装置在所述检测车辆与所述大件车辆同时运行于所述待检测桥梁时的对比数据；
[0016]所述根据所述数据生成所述待检测桥梁的安全状态包括：
[0017]比较所述对比数据与所述初始数据，并生成所述待检测桥梁的安全状态。
[0018]优选地，所述桥梁检测装置包括加速度传感器，所述获取所述桥梁检测装置在所述检测车辆运行于所述待检测桥梁时测得的数据包括：
[0019]获取所述加速度传感器测得的所述检测车辆的加速度响应信号；
[0020]所述根据所述数据生成所述待检测桥梁的安全状态包括：
[0021]利用随机子空间法、经验模态分解法、集合经验模态分解对车
‑
桥耦合系统的动力响应信号进行分离根据所述加速度响应信号获取所述待检测桥梁自身振动的响应信号；
[0022]根据所述响应信号，获取所述待检测桥梁的动力特性，根据所述动力特性生成所述待检测桥梁的安全状态。
[0023]优选地，所述桥梁检测装置还包括便携移动式视频检测装置，所述获取所述桥梁检测装置在所述检测车辆运行于所述待检测桥梁时测得的数据包括：
[0024]获取所述车载摄像机和便携移动式无人机测得的所述待检测桥梁的表观视频，通过所述深度学习和图像处理技术获取所述待测桥梁的表观病害；
[0025]所述根据所述数据生成所述待检测桥梁的安全状态包括：
[0026]根据所述表现病害，生成所述待检测桥梁的安全状态。
[0027]优选地，所述比较所述对比数据与所述初始数据，并生成所述待检测桥梁的安全状态包括：
[0028]建立大件运输车辆通过前的桥梁模态振型平方指标为大件运输车辆通过时，建立实时桥梁模态振型平方指标为按如下公式进行计算：
[0029][0030][0031][0032]其中α为使得数据差异明显而引入的参数，Δ
i
为所述待测桥梁不同点的损伤指标，根据所述Δ
i
获取得到所述待检测桥梁的安全状态；
[0033]其中，损伤识别指标建立是基于模态振型平方：
[0034]为所述待检测桥梁的振型大小，x
i
(i＝1，2，3
…
n)为以所述待检测桥梁建立的横坐标的坐标系数。
[0035]优选地，所述比较所述对比数据与所述初始数据，并生成所述待检测桥梁的安全状态包括：
[0036]假设初始损伤指标向量通过车桥耦合动力方程和灵敏度方程求解车辆解析加速度响应和灵敏度矩阵根据测点数量(N)和损伤指标向量的元素个数(m)，选取灵敏度矩阵对应大小的进行修正，将采集到的所述检测车辆加速度响应与所述检测车辆解析加速度响应按如下公式作差：
[0037][0038]按如下公式对单元刚度矩阵进行修正：
[0039][0040]求解上述方程，按如下公式修正损伤指标：
[0041]P
r+1
＝P
r
+ΔP
r
[0042]代入车
‑
桥耦合运动方程，计算得到第r+1次迭代的加速度响应和灵敏度矩阵当损伤指标修正向量ΔP
r
小于设定值后，得到所述待检测桥梁各单元的刚度折减向量，根据所述刚度折减向量计算得到所述待检测桥梁的安全状态；
[0043]其中，损伤向量指标局域以下单元刚度折减构建的：
[0044][0045]所述车
‑
桥耦合运动方程如下：
[0046][0047]其中M为质量矩阵、C为阻尼矩阵、K为刚度矩阵、S为灵敏度矩阵，P为指标向量。
[0048]优选地，所述方法还包括：
[0049]在所述待检测桥梁的预设位置架设GPS
‑
RTK移动站；
[0050]获取所述大件车辆单独运行于所述待检测桥梁时所述GPS
‑
RTK移动站采集到的数据；
[0051]按照如下公式计算所述大件车辆对所述待检测桥梁的冲击作用；
[0052][0053]其中IM表示冲击系数，R
dyn
为动态系数，R
sta
为静态系数。
[0054]为解决上述问题，本申请还提供一种大件运输桥梁安全检测装置，包括：
[0055]控制模块，用于控制检测车辆运行于待检测桥梁，所述检测车辆为安装有桥梁检测装置的车辆；
[0056]获取模块，用于获取所述桥梁检测装置在所述检测车辆运行于所述待检测桥梁时测得的数据；
[0057]生成模块，用于根据所述数据生成所述待检测桥梁的安全状态。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于移动监测的大件车辆运输过程中桥梁安全评估方法，其特征在于，包括：控制检测车辆运行于待检测桥梁，所述检测车辆为安装有桥梁检测装置的车辆，同时搭载了便携式和可拆卸式的检测装备；获取所述桥梁检测装置在所述检测车辆和所述便携式检测装备运行于所述待检测桥梁时测得的数据；根据所述数据生成所述待检测桥梁的安全状态。2.根据权利要求1所述的基于移动监测的大件车辆运输过程中桥梁安全评估方法，其特征在于，所述控制检测车辆运行于待检测桥梁包括：控制所述检测车辆单独运行于所述待检测桥梁；控制所述检测车辆与大件车辆同时运行于所述待检测桥梁，所述大件车辆为通过公路载运不可拆解物体的超限运输的车辆；所述获取所述检测车辆运行于所述待检测桥梁时测得的数据包括：获取所述桥梁检测装置在所述检测车辆单独运行于所述待检测桥梁时的初始数据；获取所述桥梁检测装置在所述检测车辆与所述大件车辆同时运行于所述待检测桥梁时的对比数据；所述根据所述数据生成所述待检测桥梁的安全状态包括：比较所述对比数据与所述初始数据，并生成所述待检测桥梁的安全状态。3.根据权利要求1所述的基于移动监测的大件车辆运输过程中桥梁安全评估方法，其特征在于，所述桥梁检测装置包括加速度传感器，所述获取所述桥梁检测装置在所述检测车辆运行于所述待检测桥梁时测得的数据包括：获取所述加速度传感器测得的所述检测车辆的加速度响应信号；所述根据所述数据生成所述待检测桥梁的安全状态包括：利用随机子空间法、经验模态分解法、集合经验模态分解对车
‑
桥耦合系统的动力响应信号进行分离，根据所述加速度响应信号获取所述待检测桥梁自身振动的响应信号；根据所述响应信号，获取所述待检测桥梁的动力特性，根据所述动力特性生成所述待检测桥梁的安全状态。4.根据权利要求3所述的基于移动监测的大件车辆运输过程中桥梁安全评估方法，其特征在于，所述桥梁检测装置还包括便携式和移动式视频检测装置，所述获取所述桥梁检测装置在所述检测车辆运行于所述待检测桥梁时测得的数据包括：获取所述视频检测装置测得的所述待检测桥梁的表现病害；所述根据所述数据生成所述待检测桥梁的安全状态包括：根据所述表现病害，生成所述待检测桥梁的安全状态。5.根据权利要求2所述的基于移动监测的大件车辆运输过程中桥梁安全评估方法，其特征在于，所述比较所述对比数据与所述初始数据，并生成所述待检测桥梁的安全状态包括：建立大件运输车辆通过前的桥梁模态振型平方指标为大件运输车辆通过时，建立实时桥梁模态振型平方指标为按如下公式进行计算：
其中α为使得数据差异明显而引入的参数，Δ
i
为所述待测桥梁不同点的损伤指标，根据所述Δ
i
获取得到所述待检测桥梁的安全状态；其中，损伤识别指标建立是基于模态振型平方：其中，损伤识别指标建立是基...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔玉萍，陈逸民，孔烜，邓露，侯芸，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：