一种桥梁荷载检测装置及检测方法与流程

本发明涉及桥梁荷载检测，具体涉及一种桥梁荷载检测装置及检测方法。

背景技术：

1、为保证桥梁的结构安全和可靠性，无论是桥梁建设完成后还是桥梁使用过程中均需要通过桥梁荷载检测装置对其进行桥梁荷载检测，桥梁荷载检测的目的是为了确保桥梁的安全运行和可持续使用，减少事故风险，避免损害人身和财产安全，并为桥梁的维修和改造提供科学依据。

2、为保证对桥梁荷载的精准检测，多在桥梁各个关键结构部位上长期安装有对应的桥梁荷载检测用的对应传感器，因各个传感器数量过多，且很多传感器安装的位置在安装过程中较为不便，若对桥梁荷载进行实时监测可能会导致处理运算量过大并且会对导致传感器使用寿命大量缩短，需要对损坏的传感器更换时需要花费较多人力物力，所以现有技术中，多通过桥梁荷载检测装置对桥梁荷载进行周期性检测，以达到桥梁的安全运行和可持续使用，但是此种检测方式具有一定的局限性，其周期性检测的时间间隔多人工根据经验进行预设，无法根据桥梁使用过程中的环境进行智能自动调节。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种桥梁荷载检测装置及检测方法，解决以下技术问题：

2、如何对桥梁荷载检测的时间周期进行智能调节的问题。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、一种桥梁荷载检测装置，包括：

5、环境采集模块，用于采集桥梁环境相关信息；

6、数据处理端，根据桥梁环境相关信息分析获得环境影响系数，对环境影响系数进行分析，对桥梁荷载检测模块进行调节控制；

7、控制模块，用于对桥梁荷载检测模块的检测进行控制；

8、桥梁荷载检测模块，用于对桥梁荷载进行检测。

9、进一步地，所述环境采集模块包括温度传感器、风力传感器及交通监控摄像头，所述温度传感器安装在桥梁上，用于对桥梁所在环境的温度进行实时监测，所述风力传感器安装在桥梁上，用于对桥梁所在环境的风速进行实时监测，所述交通监控摄像头分别安装在桥梁两端，用于对桥梁上行驶的车辆数进行实时监测；

10、所述桥梁荷载检测模块包括桥梁应变计、加速度计、拉线式挠度传感器及处理分析模块，所述桥梁应变计设有多个，分别安装在桥梁的关键结构部位上，用于桥梁的受力情况和变形程度进行检测，所述加速度计设有多个，分别安装在桥梁的关键结构部位上，用于对桥梁的振动情况进行检测，所述拉线式挠度传感器安装在桥梁结构上，用于对桥梁的变形和挠度进行检测，处理分析模块用于对桥梁荷载的各个检测传感器采集信息进行分析处理，并判断桥梁状态是否异常，其中，关键结构部位包括但不限于主梁、支座处、桥面板和桥墩。

11、一种桥梁荷载检测方法，采用一种桥梁荷载检测装置，所述方法包括：

12、s1、通过环境采集模块对桥梁使用环境进行实时监测分析获得桥梁使用过程中的环境影响参数；

13、s2、对环境影响参数进行分析，将其与预设阈值进行比对，判断是否对桥梁荷载检测模块的检测频率进行调节及是否立即执行桥梁荷载检测模块的检测；

14、s3、通过桥梁荷载检测模块对桥梁使用过程中的荷载进行周期性检测并判断是否桥梁状态是否异常。

15、于一个实施例中，所述环境影响参数分析获得的过程包括：

16、通过公式csum＝ct*τ1+cv*τ2+cy*τ3计算分析获得环境影响参数csum；

17、其中，ct为环境温度影响参数，cv为环境风速影响参数，cy为交通运输影响参数，τ1、τ2及τ3均为环境影响参数的权重系数。

18、进一步地，所述环境温度影响参数分析获得的过程包括：

19、根据温度传感器采集到的桥梁所在环境的温度，通过线性回归算法拟合生成温度随时间变化的曲线ts(t)；

20、在预设时间段[t1，t2]内取曲线ts(t)上的最大值和最小值

21、

22、通过上述公式分析计算获得在预设时间段[t1，t2]内环境温度影响参数ct；

23、其中，tsth为标准温度值。

24、进一步地，所述环境风速影响参数分析获得的过程包括：

25、根据风力传感器采集到的桥梁所在环境的风速，通过线性回归算法拟合生成风速随时间变化的曲线vs(t)，在预设时间段[t1，t2]内，在风速变化曲线vs(t)上等时间间隔取n个风速值

26、

27、

28、通过上述公式联立分析计算获得在预设时间段[t1，t2]内环境风速影响参数cv；

29、其中，为该时间段内的平均风速，i∈[1，n]，为第i个风速值，δt＝t2-t1，α1和α2为风速影响因素的对应权重系数。

30、进一步地，所述交通运输影响参数分析获得的过程包括：

31、

32、通过上述公式分析计算获得交通运输影响参数cy；

33、其中，m为桥梁上通行的车辆类型数，j∈[1，m]，为桥梁上第j类型车辆的数量，εj为桥梁上第j类型车辆单辆重量的影响系数，为桥梁上第j类型车辆的平均速度，δj为桥梁上第j类型车辆单辆对应平均速度下的影响系数，β1和β2为交通影响因素的对应权重系数。

34、于一实施例中，所述对桥梁荷载检测模块进行调节和控制的过程包括：

35、将环境影响参数csum与预设阈值区间[c1，c2]进行比对；

36、若csum＜c1，不对桥梁荷载检测模块进行调节和控制，桥梁荷载检测模块呈预设时间间隔周期性对桥梁荷载状态进行检测；

37、若csum∈[c1，c2]，不对桥梁荷载检测模块进行控制，对其周期性对桥梁荷载检测的时间间隔进行调节；

38、若csum＞c2，对桥梁荷载检测的时间间隔进行调节，并生成立即对桥梁荷载进行检测的信号。

39、进一步地，所述桥梁荷载检测时间间隔调节的过程包括：

40、当csum≥c1时，通过公式计算获得调节后的检测周期间隔ws；

41、当csum＜c1时，桥梁荷载检测模块检测时间周期间隔为wsth；

42、其中，wsth为预设桥梁荷载检测模块检测时间间隔，ws≥we，we为预设桥梁荷载检测模块最短检测时间间隔。

43、本发明的有益效果：

44、(1)本发明通过环境采集模块对桥梁使用过程中所处的环境相关信息进行实时监测，将监测获得的信息通过数据处理端进行分析处理，获得环境的影响系数，根据环境影响系数和预设环境影响系数的比对，判断是否对桥梁荷载检测模块的检测时间间隔进行调节及是否立即对桥梁荷载进行检测。

45、(2)本发明通过环境采集模块对桥梁使用环境进行实时监测分析获得桥梁使用过程中的环境影响参数，然后将环境影响参数和预设阈值区间进行比对，若环境影响参数小于预设阈值区间的最小值，无需对桥梁荷载检测模块的检测周期进行调节，若环境影响参数在预设阈值区间内，对桥梁荷载检测模块的检测周期进行调节，以提高检测的频率，若环境影响参数大于预设阈值区间的最大值，对桥梁荷载检测模块检测周期进行调节的同时，立即执行桥梁荷载检测模块的检测。