【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开一种基于微波形变雷达的桥梁监测方法及装置，涉及结构监测、健康监测技术。
技术介绍
1、承受重复荷载的铁路桥梁，由于运营荷载的重复作用而有可能遭受疲劳损伤破坏。因此在设计中必须考虑疲劳这一因素。我国现行的《铁路桥涵设计规范》中疲劳检算荷载采用的是标准列车荷载(中-活载)，而不是日常实际的列车运营荷载。然而许多实测结果表明，这两种荷载对桥梁结构产生的疲劳损伤效应相差很大，因此采用标准列车荷载进行结构的疲劳设计既不经济也不合理。八十年代以来，各国在修订结构设计规范中均已注意到这个问题。如英国1986年颁布的bs54001，美国1977年铁路桥梁设计规范(area)修订版等在进行疲劳检算时均将桥梁结构上的作用荷载视作随机变幅重复荷载，通过编制典型列车荷载谱推算出结构构件内的荷载效应谱。因此有必要结合我国国情对我国铁路桥梁荷载谱及其效应谱进行研究。
2、通过现场实测建立荷载谱的做法对制定某条线路，某种结构或某些构件的荷载效应谱比较可靠，但其缺点是实测工作量大。
3、现有的中小跨径桥梁快速检测方法多以振动测试和结构模态参数识别为基础，然而基于振动测试与模态参数的快速检测方法依然存在设备成本高、对局部病害不敏感、易受环境影响等多种问题。铁路桥梁挠度监测反映了桥梁竖向整体刚度，通过挠度时程曲线揭示桥梁结构、荷载相关信息，其在结构健康状态快速评估方面具有一定的优势。
4、基于微波雷达的结构动挠度监测技术，是近年来出现的新型形变监测技术手段，该技术可解决传统监测手段难以实现的实时、连续、远距离、非接
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术的问题，提供一种基于微波形变雷达的桥梁监测方法及装置，所采用的技术方案为：
2、第一方面，一种基于微波形变雷达的桥梁监测方法，所述方法包括：
3、通过微波形变雷达对桥梁进行挠度监测，解析得到挠度监测数据；
4、通过有限元程序建立梁单元模型，解析得到理论最大挠度值；
5、根据所述挠度监测数据和所述理论最大挠度值，解析得到结构刚度折减系数；
6、根据所述刚度折减系数，解析得到桥梁过往的车厢类型；
7、机车解析模块，用于根据所述刚度折减系数，解析得到桥梁过往的机车类型；
8、根据所述机车类型和所述挠度监测数据，建立动挠度时程曲线库；
9、根据动挠度数据和系数矩阵，建立动挠度影响线库；
10、分别根据所述动挠度时程线和所述动挠度影响线的形状，识别结构损伤位置；
11、根据动挠度时程曲线库，解析得到结构基频和振动幅值；根据所述基频进行结构刚度评估，根据所述振动幅值进行行车性能评价。
12、在一些实现方式中，所述根据所述挠度监测数据和所述理论最大挠度值，解析得到结构刚度折减系数，具体包括：
13、将所述挠度监测数据作为历史动挠度监测数据，统计得到实测挠度值；
14、根据所述理论最大挠度值和所述实测挠度值，解析得到结构刚度折减系数。
15、在一些实现方式中，所述根据所述刚度折减系数，解析得到桥梁过往的车厢类型，具体包括：
16、根据所述结构刚度折减系数，解析得到实测最大挠度值；
17、根据所述实测最大挠度值，解析得到桥梁过往的车厢类型和机车类型。
18、在一些实现方式中，所述根据所述机车类型和所述挠度监测数据，建立动挠度时程曲线库，具体包括：
19、根据所述机车类型，解析不同机车过桥时的实测最大挠度集；
20、根据所述挠度监测数据匹配车辆类型，建立不同机车在不同时间点下过桥时的动挠度时程曲线库。
21、在一些实现方式中，所述根据动挠度数据和系数矩阵，建立动挠度影响线库，具体包括：
22、根据机车过桥多测点的动挠度数据，通过矩阵分析法获取桥跨挠度影响线；
23、根据系数矩阵分解获取准静态影响线，通过定期测试建立动挠度影响线库。
24、在一些实现方式中，所述根据动挠度时程曲线库，解析得到结构基频和振动幅值；根据所述基频进行结构刚度评估，根据所述振动幅值进行行车性能评价，包括：
25、根据傅里叶变换对所述动挠度时程曲线库解析，得到结构基频，
26、根据动挠度时程曲线库，解析得到振动幅值。
27、第二方面，一种基于微波形变雷达的桥梁监测装置，所述装置包括：
28、数据监测模块，用于通过微波形变雷达对桥梁进行挠度监测，解析得到挠度监测数据；
29、模型处理模块，用于通过有限元程序建立梁单元模型，解析得到理论最大挠度值；
30、系数解析模块，用于根据所述挠度监测数据和所述理论最大挠度值，解析得到结构刚度折减系数；
31、车厢解析模块，用于根据所述刚度折减系数，解析得到桥梁过往的车厢类型；
32、机车解析模块，用于根据所述刚度折减系数，解析得到桥梁过往的机车类型；
33、第一线库建立模块，用于根据所述机车类型和所述挠度监测数据，建立动挠度时程曲线库；
34、第二线库建立模块，用于根据动挠度数据和系数矩阵，建立动挠度影响线库；
35、损伤解析模块，用于分别根据所述动挠度时程线和所述动挠度影响线的形状，识别结构损伤位置；
36、桥梁评估模块，用于根据动挠度时程曲线库，解析得到结构基频和振动幅值；根据所述基频进行结构刚度评估，根据所述振动幅值进行行车性能评价。
37、在一些实现方式中，所述系数解析模块，具体包括：
38、挠度实测模块，用于将所述挠度监测数据作为历史动挠度监测数据，统计得到实测挠度值；
39、系数计算模块，用于根据所述理论最大挠度值和所述实测挠度值，解析得到结构刚度折减系数。
40、第三方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行时，实现如上述第一方面所述的方法。
41、第四方面，本专利技术实施例提供一种计算机存储介质，所述计算机可读取存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，用实现如第一方面所述的方法。
42、本专利技术的一个或多个实施例至少能够带来如下有益效果：
43、本专利技术方法用于基于微波雷达动挠度监测的快速获取铁路荷载谱及结构健康状况的评估，解决以往调查分析得到的车辆疲劳荷载谱与现在的车辆荷载分布形式不符，很难准确评估现有桥梁的疲劳损伤，为我国疲劳荷载谱制定或特定工程结构疲劳计算分析提供参考。开展基于机车动挠度曲线、影响线识别分析，能够提取桥梁可能的损伤位置及刚度退化信息，为损伤修复提供数据支撑。
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1.一种基于微波形变雷达的桥梁监测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述挠度监测数据和所述理论最大挠度值，解析得到结构刚度折减系数，具体包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述刚度折减系数，解析得到桥梁过往的车厢和机车类型，具体包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述机车类型和所述挠度监测数据，建立动挠度时程曲线库，具体包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据动挠度数据和系数矩阵，建立动挠度影响线库，具体包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据动挠度时程曲线库，解析得到结构基频和振动幅值；根据所述基频进行结构刚度评估，根据所述振动幅值进行行车性能评价，包括：
7.一种基于微波形变雷达的桥梁监测装置，其特征在于，所述装置包括：
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述系数解析模块，具体包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器用
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读取存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用以实现如上述权利要求1-6中任意一项所述的基于微波形变雷达的桥梁监测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于微波形变雷达的桥梁监测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述挠度监测数据和所述理论最大挠度值，解析得到结构刚度折减系数，具体包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述刚度折减系数，解析得到桥梁过往的车厢和机车类型，具体包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述机车类型和所述挠度监测数据，建立动挠度时程曲线库，具体包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据动挠度数据和系数矩阵，建立动挠度影响线库，具体包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据动挠度时程曲线库，解析得到结构基频和...
【专利技术属性】
技术研发人员：王福星，王敬，白新荣，陈杰，王长欣，吴连奎，张全升，王伟星，王仕珏，
申请(专利权)人：国能朔黄铁路发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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