一种独柱墩桥梁倾覆预警系统及抵抗方法技术方案

本发明专利技术关于一种独柱墩桥梁倾覆预警系统及抵抗方法，该系统包括称重系统、跟踪定位监控系统、软件云控制系统、示警系统和抗倾覆系统。运用互联网技术，各系统数据实时交互，通过植入算法，智能计算，全程自动运行，并且能做到实时监控，实时处理，提前预知桥梁状态并评估，存在风险时，按等级发出防倾覆指令，各系统做出相关响应，分析桥梁倾覆根源性问题——汽车超载，通过解决超载问题来避免桥梁倾覆事故的发生。发生。发生。

【技术实现步骤摘要】
一种独柱墩桥梁倾覆预警系统及抵抗方法


[0001]本专利技术涉及桥梁工程领域，特别是一种独柱墩桥梁倾覆预警系统及抵抗方法。

技术介绍

[0002]近年来，发生了多起独柱墩桥梁侧翻倾覆事故，调查发现倾覆的独柱墩桥梁本身是满足设计规范的，但由于设计规范随着目前日益增长的交通量以及荷载强度，不断地更新换代提高要求以保证安全性，导致原有规范设计的独柱墩桥梁在面对目前的交通情况时，不能完全应对；再加上货车超重，造成了事故；独柱墩桥梁仍可有条件的使用。
[0003]传统的独柱墩桥梁加固方法通过支撑技术手段对独柱墩进行了加固，提高了独柱墩抗倾覆的上限；但是货车的超重仍可能超过独柱墩加固后的抗倾覆上限，依然有造成事故的风险。
[0004]通过主管部门人员巡查货车超载，人工巡查往往是具有周期性的，难以24小时不间断，实时性差；超载车辆极易伪装，主管部门人员难以直接判别，查处困难；现有公路独柱墩桥梁数量庞大，人工难以全部覆盖。
[0005]因此，需要提供一种独柱墩桥梁倾覆预警系统及抵抗方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于：针对现有技术存在的由于一些货车超重，可能造成独柱墩桥梁倾覆的问题，提供一种独柱墩桥梁倾覆预警系统及抵抗方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0008]一种独柱墩桥梁倾覆抵抗方法，包括：获取车辆重量数据、车辆实时位置数据；根据车辆重量数据计算车辆行驶在桥面各处时对桥墩的倾覆力矩M，其中具有该桥墩所受最大倾覆力矩Mr/>max
，再根据桥梁基本设计数据得出车辆行驶在桥面各处时该桥支座能提供的抵抗倾覆的力矩M
抵抗
，且存在最大值M
抵抗max
，根据车辆对桥墩的倾覆力矩反算M
支撑
的大小；对M
max
、M
抵抗max
进行比较：情况一，当M
max
＜M
抵抗max
时，桥梁安全；情况二，当M
max
＞M
抵抗max
时，则桥面有倾覆危险，控制抗倾覆系统为桥面提供M
支撑
，且存在最大值M
支撑max
，使得该桥M
max
＜M
抵抗max
+M
支撑max
，车辆能够安全通过桥面；情况三，当M
max
＞M
抵抗max
+M
支撑max
，对车辆示警，并禁止车辆上桥。优选地，该独柱墩桥梁倾覆抵抗方法中，倾覆力矩M通过下式确定：即t时刻，右车道A1
‑
An车坐标为：（X
A1
(t)，X A2
(t)
……
X
An
(t)），车辆载重为N
A1
、N
A2
……
N
An
；左车道B1
‑
Bn车坐标为：（X
B1
(t)，X
B2
(t)
……
X
Bn
(t)），车辆载重为N
B1
、N
B2
……
N
Bn
；其中，M为桥梁所受倾覆力矩，N为车辆载重，X为车坐标，A为右车道标记的车辆，B为左车道标记的车辆。进一步优选地，该独柱墩桥梁倾覆抵抗方法中，最大倾覆力矩M
max
=max(M(t))=M
抵抗max
+F
2y
×
L3，支座抵抗倾覆的力矩M
抵抗max
=F
1MAX
×
L2，则抗倾覆系统的工作根据下式确定：其中，F
1MAX
为支座提供的抗拔力
的最大值，L2为支座提供的抗拔力的力臂，F
2y
为抗倾覆支撑力F2的竖直方向分量，L3为抗倾覆支撑力F2的力臂。优选地，该独柱墩桥梁倾覆抵抗方法接入主管平台，对情况二和情况三做出反应。本专利技术还提供了一种独柱墩桥梁倾覆预警系统，利用如以上任一项所述的独柱墩桥梁倾覆抵抗方法，该独柱墩桥梁倾覆预警系统包括称重系统、跟踪定位监控系统、软件云控制系统、示警系统和抗倾覆系统；称重系统用于获取车辆重量数据并导入软件云控制系统；跟踪定位监控系统用于获取车辆实时位置数据并导入软件云控制系统；示警系统设置于上桥前位置和桥梁上，示警系统用于根据软件云控制系统的指令向车辆提示安全通行、超载通行或者禁止通行；抗倾覆系统设置于桥墩和主梁梁底，抗倾覆系统用于根据软件云控制系统的指令为桥面提供支撑力矩M
支撑
，且存在最大值M
支撑max
；软件云控制系统包括影响线模型和倾覆验算模型，影响线模型根据车辆重量数据计算车辆行驶在桥面各处时对桥墩的倾覆力矩M，其中具有该桥墩所受最大倾覆力矩M
max
，再根据桥梁基本设计数据得出车辆行驶在桥面各处时该桥支座能提供的抵抗倾覆的力矩M
抵抗
，且存在最大值M
抵抗max
，倾覆验算模型根据车辆对桥墩的倾覆力矩反算M
支撑
的大小。优选地，称重系统包括地磅称重传感器和/或车载称重传感器。优选地，跟踪定位监控系统包括卫星定位系统、GIS地理信息系统和车辆识别标记系统中的一种或多种。进一步优选地，卫星定位系统为北斗卫星导航系统、GPS卫星导航系统、伽利略卫星导航系统和/或GLONASS卫星导航系统。优选地，示警系统包括交通信号灯、危险闪烁灯，所述交通信号灯设置于独柱墩桥梁起点位置，所述危险闪烁灯沿独柱墩桥梁长度方向间隔设置。进一步优选地，示警系统还包括显示屏，显示屏用于向车辆显示车辆信息，以及显示安全通行、超载通行或者禁止通行。进一步优选地，示警系统还包括广播，广播用于语音播报。优选地，抗倾覆系统包括锚固座、卷扬机、拉索和锚固板，锚固座设置在桥墩上，锚固板设置在主梁梁底，锚固座上设置卷扬机，卷扬机连接并缠绕拉索，拉索连接锚固板，其中，主梁梁底沿桥梁横向设置两个锚固板，两个锚固板位于桥墩两侧；和/或，抗倾覆系统包括锚固平台，锚固平台设置于桥墩上，锚固平台上设置千斤顶，千斤顶伸缩端能够直接或间接抵接于主梁梁底，其中，主梁梁底沿桥梁横向设置两个千斤顶，两个千斤顶位于桥墩两侧。抗倾覆系统的抗倾覆方式可根据桥梁所在地不同地理情况、施工情况进行调整，选用千斤顶或拉索等，数量根据实际桥梁尺寸变化。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术所述的一种独柱墩桥梁倾覆预警系统及抵抗方法，运用互联网技术，各系统数据实时交互，通过植入算法，智能计算，全程自动运行，并且能做到实时监控，实时处理，提前预知桥梁状态并评估，存在风险时，按等级发出防倾覆指令，各系统做出相关响应，分析桥梁倾覆根源性问题——汽车超载，通过解决超载问题来避免桥梁倾覆事故的发生；2、抗倾覆系统采用装配式，安装方便、快速，能够通过倾覆验算模型对抗倾覆系统提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种独柱墩桥梁倾覆抵抗方法，其特征在于，获取车辆重量数据、车辆实时位置数据；根据车辆重量数据计算车辆行驶在桥面各处时对桥墩的倾覆力矩M，其中具有该桥墩所受最大倾覆力矩M
max
，再根据桥梁基本设计数据得出车辆行驶在桥面各处时该桥支座能提供的抵抗倾覆的力矩M
抵抗
，且存在最大值M
抵抗max
，根据车辆对桥墩的倾覆力矩反算M
支撑
的大小；对M
max
、M
抵抗max
进行比较：情况一，当M
max
＜M
抵抗max
时，桥梁安全；情况二，当M
max
＞M
抵抗max
时，则桥面有倾覆危险，控制抗倾覆系统为桥面提供M
支撑
，且存在最大值M
支撑max
，使得该桥M
max
＜M
抵抗max
+M
支撑max
，车辆能够安全通过桥面；情况三，当M
max
＞M
抵抗max
+M
支撑max
，对车辆示警，并禁止车辆上桥。2.根据权利要求1所述的独柱墩桥梁倾覆抵抗方法，其特征在于，倾覆力矩M通过下式确定：即t时刻，右车道A1
‑
An车坐标为：(X
A1
(t)，X
A2
(t)
……
X
An
(t))，车辆载重为N
A1
、N
A2
……
N
An
；左车道B1
‑
Bn车坐标为：(X
B1
(t)，X
B2
(t)
……
X
Bn
(t))，车辆载重为N
B1
、N
B2
……
N
Bn
；其中，M为桥梁所受倾覆力矩，N为车辆载重，X为车坐标，A为右车道标记的车辆，B为左车道标记的车辆。3.根据权利要求2所述的独柱墩桥梁倾覆抵抗方法，其特征在于，最大倾覆力矩M
max
＝max(M(t))＝M
抵抗max
+F
2y
×
L3，支座抵抗倾覆的力矩M
抵抗max
＝F
1MAX
×
L2，则抗倾覆系统的工作根据下式确定：其中，F
1MAX
为支座提供的抗拔力的最大值...

【专利技术属性】
技术研发人员：董俊，程志兴，张莉，黄唯晋，梁雄，刘洲邑，朱兰馨，袁瑄烨，陈真，成娟，王文杰，
申请(专利权)人：四川西交慧桥科技有限公司，
类型：发明
国别省市：