【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁结构监测领域，具体涉及一种梁式桥倾覆监测预警分析方法及系统。
技术介绍
1、对于存在倾覆安全隐患的独柱墩梁式桥，现有方法一般都是需要建立桥梁有限元模型，通过模拟加载重载车辆方式来计算桥梁的抗倾覆能力，进而判断桥梁是否有倾覆风险的。但由于有限元模型和真实结构之间存在一定的差异，例如在模拟箱梁、支座、桥墩之间约束作用与真实约束就会有所不同，而且有模型的判断方法时效性也较差，并不能很好的满足桥梁倾覆风险管控需求。另外一方面，越来越多的桥梁都安装了实时的结构健康监测系统，每天海量的监测数据缺乏有效分析和处理，迫切需要有针对性的风险场景分析算法。
2、国内相关研究对独柱墩梁桥的倾覆破坏展开了大量研究，大部分研究的本质是以箱梁作横向刚体转动理论为基础研究倾覆，不同的是倾覆轴线定义稍有差异，例如公布号为cn109680603a的现有专利技术专利申请文献《抗爬移倾覆的曲线梁桥支座布置方式及其支座结构》通过横向自复位支座实现弯桥发生横向爬移后的复位，通过拉压支座控制箱梁横向大转动，实现箱梁倾覆变形的分类控制，使用一个中间支座作为固定支座，其余中间支座布置横向自复位支座，避免箱梁发生过大的水平向刚体平动；梁端布置拉压支座，控制刚体转动，避免发生可能导致倾覆的刚体转动。本专利技术布置的四种支座分别为固定支座、纵向平动拉压支座、横向自复位支座和可爬移拉压支座，通过横向允许爬移大小、爬移高度和支座承载力要求确定自复位支座球面的半径，该现有技术用于协助曲线梁桥抗爬移，实现箱梁倾覆变形的分类控制。但是前述现有技术通过对独柱墩梁桥
3、从倾覆机理的研究可知，首先上部结构在偏载作用下在跨中部位发生弯扭变形，成为变形体。变形体跨中部位由于缺少支座约束，刚度较小，因此上下游的变形相对于梁端部位变形较大。
4、综上，现有技术在未知荷载时空分布条件下，存在难以快速判断梁式桥是否存在倾覆风险、判断时效性差、检测分析数据有效性较低的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于：如何解决现有技术在未知荷载时空分布条件下，存在难以快速判断梁式桥是否存在倾覆风险、判断时效性差、检测分析数据有效性较低的技术问题。
2、本专利技术是采用以下技术方案解决上述技术问题的：一种梁式桥倾覆监测预警分析方法包括：
3、s1、采集原始挠度数据，据以获取并预处理挠度监测曲线，根据原始挠度数据，处理得到挠度波动值，在当前监测值xi大于设定值时，触发梁式桥倾覆分析；
4、s2、根据挠度波动值中的内侧挠度波动值xi、外侧挠度波动值yi，计算被监测桥梁的跨中、梁端挠度差，据以处理得到内外侧挠度差；
5、s3、在预置连续时间段里，对被监测桥梁，进行不少于2次的测量特定时刻t的内外侧挠度差dt，其中，若在特定时刻t，内外侧挠度差dt大于设定值，则判定被监测桥梁发生弯扭变形，触发第一次预警；
6、s4、获取被监测桥梁的中跨支座处竖向位移lm、边跨支座处竖向内侧位移li-1以及边跨支座处竖向外侧位移li-2，据以得到桥梁脱空判定信息；
7、s5、求取跨中、梁端挠度差dx的变化率，监测被监测桥梁的中支座、内侧边支座，是否发生变形体转动、刚体转动耦合现象，以进行第二次预警。
8、本专利技术在独柱墩梁式桥倾覆机理的基础上进行分析，基于变形体与刚体转动，进行梁式桥倾覆监测预警，本专利技术的桥梁倾覆风险分析的应用场景相比现有技术中的监测方式更具有针对性。本专利技术不需要建立桥梁有限元模型，采用无模型的风险事件监测预警方法，快速判断梁式桥是否存在倾覆风险，充分体现了算法的时效性。本专利技术通过对挠度和位移监测数据的深度挖掘，丰富了桥梁结构监测系统功能，提前预防桥梁倾覆风险，达到了消除桥梁安全隐患的目的。
9、在更具体的技术方案中，步骤s1包括：
10、s11、利用桥梁结构监测系统中的挠度传感器，采集原始挠度数据：
11、{ai}，i＝1,2,…,n
12、式中，n为原始数据个数。
13、s12、预处理挠度监测曲线，以去除超过预置正常变化范围的原始挠度数据；
14、s13、利用super smooth算法，从原始挠度数据中，提取趋势数据，根据原始挠度数据，处理得到原始差值数据，将原始差值数据与趋势数据的差值，作为挠度波动值。
15、本专利技术通过比较跨中和梁端部位的挠度差，解决了桥梁上部结构在偏载作用下在跨中部位发生弯扭变形，成为变形体，变形体跨中部位由于缺少支座约束，刚度较小，导致上下游的变形相对于梁端部位变形较大的问题。
16、在更具体的技术方案中，步骤s12还包括：
17、s121、对原始挠度数据获取差值数据、趋势数据；
18、s122、求取差值数据与趋势数据差值：
19、{di},i＝1,2,…,n-1
20、s123、计算差值数据与趋势数据差值的均值和标准差
21、s124、根据均值标准差，构造统计量；
22、s125、求取统计量v的统计量分布g(v)，据以处理得到监测值条件；
23、s126、在当前监测值xi大于不满足监测值条件时，对当前监测值进行剔除操作。
24、本专利技术基于桥梁倾覆机理的第一、第二阶段，对上部结构变形体和刚度转动耦合状态进行监测，并通过数据综合分析对桥梁倾覆的各个阶段进行预警，能够在未知荷载时空分布的条件下，快速判断梁式桥是否存在倾覆风险。
25、在更具体的技术方案中，步骤s123包括：
26、s1231、利用下述逻辑，求取差值数据与趋势数据差值的期望值，以作为均值
27、
28、s1232、利用下述逻辑，求取标准差：
29、
30、在更具体的技术方案中，步骤s124中，利用下述逻辑，求取构造统计量ν：
31、
32、在更具体的技术方案中，步骤s125中，利用下述逻辑，处理得到对应临界值，据以获取监测值条件：
33、
34、在更具体的技术方案中，步骤s2包括：
35、s21、根据挠度监测曲线，比较被监测桥梁的内侧挠度曲线、外侧挠度曲线，计算内侧挠度波动值xi与外侧挠度波动值yi的内外侧差值；
36、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种梁式桥倾覆监测预警分析方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种梁式桥倾覆监测预警分析方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
3.根据权利要求2所述的一种梁式桥倾覆监测预警分析方法，其特征在于，所述步骤S12还包括：
4.根据权利要求3所述的一种梁式桥倾覆监测预警分析方法，其特征在于，所述步骤S123包括：
5.根据权利要求3所述的一种梁式桥倾覆监测预警分析方法，其特征在于，所述步骤S124中，利用下述逻辑，求取构造所述统计量ν：
6.根据权利要求3所述的一种梁式桥倾覆监测预警分析方法，其特征在于，所述步骤S125中，利用下述逻辑，处理得到所述对应临界值，据以获取所述监测值条件：
7.根据权利要求1所述的一种梁式桥倾覆监测预警分析方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
8.根据权利要求1所述的一种梁式桥倾覆监测预警分析方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
9.根据权利要求1所述的一种梁式桥倾覆监测预警分析方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述被监测桥梁包括：第一
10.一种梁式桥倾覆监测预警分析系统，其特征在于，所述系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种梁式桥倾覆监测预警分析方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种梁式桥倾覆监测预警分析方法，其特征在于，所述步骤s1包括：
3.根据权利要求2所述的一种梁式桥倾覆监测预警分析方法，其特征在于，所述步骤s12还包括：
4.根据权利要求3所述的一种梁式桥倾覆监测预警分析方法，其特征在于，所述步骤s123包括：
5.根据权利要求3所述的一种梁式桥倾覆监测预警分析方法，其特征在于，所述步骤s124中，利用下述逻辑，求取构造所述统计量ν：
6.根据权利要求3所述的一种梁式桥倾覆...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪正兴，薛海斌，李舒，甘露一，付明，王峰，
申请(专利权)人：清华大学合肥公共安全研究院，
类型：发明
国别省市：
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