[发明专利]一种桥梁的安全预警方法及系统

说明书

本发明公开了一种桥梁的安全预警方法，包括：在桥梁主梁的上每个关键截面采集动挠度原始数据，每组所述动挠度原始数据包括汽车荷载效应值、温度荷载效应值和噪声影响值；利用非线性主元分析‑支持向量机算法将每组所述动挠度原始数据的温度荷载效应值和噪声影响值剔除后得到动挠度修正值；每组所述动挠度修正值仅包括汽车荷载效应值；将所述动挠度修正值与预设的二级制预警体系作对比，判定所述桥梁的健康状态。本发明还公开了一种桥梁的安全预警系统。采用本发明的实施例，通过监测实时的动挠度能更准确、更直接的反应桥梁的动态响应和动态刚度，可以更好的评估运营桥梁的健康状况，及时、准确地发现桥梁问题。

技术领域

本发明涉及桥梁结构健康监测领域，尤其涉及一种桥梁的安全预警方法及系统。

背景技术

在桥梁健康监测系统及荷载试验中，挠度是一个极其重要的指标，其作为变形的一种描述形式，可以评价桥梁质量及运营状态，反映桥梁的刚度，是桥梁整体变形最明显的反映。尤其是桥梁的动挠度，更是对桥梁刚度最为实时的反映，是桥梁在汽车荷载作用下最为真实的反映。通过对动挠度进行数值分析，可以得到汽车荷载的冲击系数和桥梁结构的内力分布情况，从而对桥梁的整体性和劣化部位做出判断。在汽车荷载作用下，桥梁结构将产生比相同静荷载作用下更大的变形和应力，所以桥梁的动力响应一直以来都是桥梁工程中一个重要的研究课题。动挠度与汽车荷载、路面情况、桥梁健康等诸多因素有关，但起关键作用的还是汽车荷载和桥梁的健康状况。

桥梁主要截面的挠度是评价桥梁质量及运行状态的重要指标之一，现有技术中的的桥梁健康监测系统只是对桥梁的“静态挠度”进行监测，而且只是从长期的监测数据中分析桥梁的劣化及其损伤。相比之下，实时的动挠度能更准确、更直接的反应桥梁的动态响应和动态刚度，可以更好的评估运营桥梁的健康状况，及时、准确地发现桥梁病害。

发明内容

本发明提供一种桥梁的安全预警方法及系统，能够更准确、更直接的反应桥梁的动态响应和动态刚度，可以更好的评估运营桥梁的健康状况，及时、准确地发现桥梁病害。

本发明的一个方面提供了一种桥梁的安全预警方法，包括：

S11、在桥梁主梁上的每个关键截面采集动挠度原始数据，每组所述动挠度原始数据包括汽车荷载效应值、温度荷载效应值和噪声影响值；

S12、利用非线性主元分析-支持向量机算法将每组所述动挠度原始数据中的温度荷载效应值和噪声影响值剔除后得到动挠度修正值；每组所述动挠度修正值仅包括汽车荷载效应值；

S13、将所述动挠度修正值与预设的二级制预警体系作对比，判定所述桥梁的健康状态；所述二级制预警体系包括一级预警值和二级预警值，且所述二级预警值大于所述一级预警值。

本发明实施例提供的一种桥梁的安全预警方法通过剔除每个关键截面采集的动挠度原始数据中的温度荷载效应值和噪声影响值，得到仅包括汽车荷载效应值的动挠度修正值；通过实时监测桥梁关键截面的所述动挠度修正值，解决现有技术中从长期监测数据中分析桥梁的劣化及其损伤造成数据不及时的问题，获得了更及时的评估运营桥梁的健康状况的效果；另外，所述动挠度修正值与二级制预警体系作对比，能够更准确、更直接的反应桥梁的动态响应和动态刚度。

作为本方案的改进，所述关键截面有N个；N为整数，且N大于或等于1；所述动挠度修正值与所述关键截面一一对应。

作为本方案的改进，所述二级预警体系包括一级预警值和二级预警值；所述二级预警值大于所述一级预警值。

作为本方案的改进，所述S13包括：

当所有关键截面的动挠度修正值小于所述一级预警值时，判定为正常状态；

当任一关键截面的动挠度修正值大于所述一级预警值，但小于所述二级预警值时，判定为一级预警状态；