本发明涉及桥梁服役性能识别，涉及到一种山区桥梁多源数据融合的服役性能辨识方法。

背景技术：

1、山区桥梁长期服役于复杂自然环境，受环境荷载与车辆荷载耦合作用，结构材料性能逐渐退化，构件损伤不断累积，其服役性能状态直接关系到道路交通安全与运营寿命。对于桥梁结构环境响应与车辆响应的多源监测数据日益丰富，如何有效融合多源异构监测数据，实现对山区桥梁服役性能的精准辨识与前瞻性预测，已成为桥梁管养领域亟待解决的问题。

2、现有技术中，中国专利公开号cn118211478a公开了一种大跨拱桥服役状态评估方法及系统，包括，首先获取运行条件下过桥车辆荷载引起的桥梁位移实测真实响应，再根据实测真实响应，通过荷载识别算法，实时识别过桥车辆荷载，然后根据大跨拱桥实际拱轴线形，计算过桥车辆荷载下大跨拱桥的理论极限响应，最后通过实测真实响应与理论极限响应的包络对比，评估大跨拱桥的服役状态，实现大跨拱桥服役状态的快速评估。

3、现有技术存在以下问题：1、现有技术仅基于过桥车辆荷载下的桥梁位移实测响应进行服役状态评估，未考虑山区桥梁服役期间环境荷载对结构环境响应的长期累积影响，也未将结构环境响应与车辆响应进行融合分析，存在评估维度单一，导致无法全面辨识山区桥梁在复杂环境-车辆耦合荷载下的综合服役性能，易造成性能退化漏判。

4、2、现有技术通过实测响应与理论极限响应的包络对比评估服役状态，该方式过度依赖理论模型与单次车辆荷载工况，缺乏对历史环境荷载工况的聚类分析与出现概率统计，无法预测未来周期内结构性能的时变演化趋势，导致评估结果时效性不足，难以为山区桥梁的预防性养护提供前瞻性数据支撑。

5、3、现有技术利用轻量化卷积神经网络实现车辆荷载的快速识别，但仅关注车辆过桥时的瞬时车辆响应，未建立相同环境荷载工况下的结构车辆响应基准残差，也未对异常车辆响应的出现频次进行统计，存在早期性能衰减识别灵敏度低的问题，导致结构隐蔽性损伤难以被及时发现，增大突发结构失效风险。

技术实现思路

1、本发明旨在克服现有技术中的缺陷，提供一种山区桥梁多源数据融合的服役性能辨识方法，实现环境荷载工况下的结构环境性能预测与车辆荷载作用下的结构车辆性能辨识的融合，提升山区桥梁服役性能评估的全面性、前瞻性与准确性。

2、本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种山区桥梁多源数据融合的服役性能辨识方法，包括：s1、调取山区桥梁服役期间内的结构环境响应历史数据，依据桥梁结构设计基准响应数据对比确定响应异常数据。

3、s2、基于响应异常数据对应的环境荷载工况，聚类得到若干相似环境荷载工况，根据桥梁服役期间的历史环境荷载数据，分析不同相似环境荷载工况的出现统计概率。

4、s3、基于出现统计概率，对各相似环境荷载工况对应的结构环境响应时变数据进行加权融合，预测未来周期内山区桥梁的结构环境服役性能。

5、s4、获取桥梁在车辆行驶过程中的结构车辆响应时程数据，结合对应环境荷载工况提取相同工况下的结构车辆响应基准残差，统计未来周期内异常车辆响应的出现频次，确定结构车辆服役性能。

6、s5、将结构环境服役性能与结构车辆服役性能进行加权求和得到车辆环境融合性能指标，对比输出山区桥梁的综合结构服役性能报告。

7、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：（1）本发明通过调取山区桥梁结构环境响应历史数据并与设计基准响应对比确定响应异常数据，基于异常数据对应的环境荷载工况聚类得到相似环境荷载工况并分析其出现统计概率，对各工况下的结构环境响应时变数据进行加权融合预测未来环境服役性能，实现环境荷载工况的精细化分类与概率加权，有效消除单一工况评估的偶然性，提升结构环境服役性能预测的准确性与前瞻性，为山区桥梁预防性养护提供可靠的环境性能依据。

8、（2）本发明通过获取桥梁在车辆行驶过程中的结构车辆响应时程数据，结合对应环境荷载工况提取相同工况下的结构车辆响应基准残差，统计未来周期内异常车辆响应的出现频次确定结构车辆服役性能，有效分离环境荷载对车辆响应的干扰，准确识别车辆荷载作用下的车辆性能退化特征，提高早期性能衰减与隐蔽性损伤的识别灵敏度，避免车辆性能退化漏检。

9、（3）本发明通过将结构环境服役性能与车辆服役性能进行融合，依据桥梁监测截面的结构受力特征设定车辆环境权重系数，生成综合结构服役性能报告，全面反映桥梁整体结构的服役状态，同时通过性能预警阈值对比筛选性能退化截面，能够及时发现潜在的结构安全隐患，为桥梁的日常养护和维修决策提供科学依据，降低结构突发失效风险。

技术特征：

1.一种山区桥梁多源数据融合的服役性能辨识方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种山区桥梁多源数据融合的服役性能辨识方法，其特征在于，所述对比确定响应异常数据的方式为：

3.根据权利要求1所述的一种山区桥梁多源数据融合的服役性能辨识方法，其特征在于，所述聚类得到若干相似环境荷载工况的方式为：

4.根据权利要求1所述的一种山区桥梁多源数据融合的服役性能辨识方法，其特征在于，所述分析不同相似环境荷载工况的出现统计概率的方式为：

5.根据权利要求4所述的一种山区桥梁多源数据融合的服役性能辨识方法，其特征在于，所述预测未来周期内山区桥梁的结构环境服役性能的方式为：

6.根据权利要求5所述的一种山区桥梁多源数据融合的服役性能辨识方法，其特征在于，所述各相似环境荷载工况的结构环境响应时变数据的获取方式为：

7.根据权利要求1所述的一种山区桥梁多源数据融合的服役性能辨识方法，其特征在于，所述提取相同工况下的结构车辆响应基准残差的方式为：

8.根据权利要求7所述的一种山区桥梁多源数据融合的服役性能辨识方法，其特征在于，所述确定结构车辆服役性能的方式为：

9.根据权利要求1所述的一种山区桥梁多源数据融合的服役性能辨识方法，其特征在于，所述输出山区桥梁的综合结构服役性能报告的步骤包括：

10.根据权利要求9所述的一种山区桥梁多源数据融合的服役性能辨识方法，其特征在于，所述输出山区桥梁的综合结构服役性能报告的步骤还包括：

技术总结
本发明涉及桥梁服役性能识别技术领域，涉及到一种山区桥梁多源数据融合的服役性能辨识方法。本发明通过调取山区桥梁结构环境响应历史数据并与设计基准响应对比确定响应异常数据，聚类得到相似环境荷载工况并分析其出现统计概率，对结构环境响应时变数据进行加权融合预测未来环境服役性能，同时获取桥梁在车辆行驶过程中的结构车辆响应时程数据，提取相同工况下的结构车辆响应基准残差，统计未来周期内异常车辆响应的出现频次确定结构车辆服役性能，结合结构环境服役性能进行融合得到车辆环境融合性能指标，输出山区桥梁的综合结构服役性能报告，全面反映桥梁整体结构的服役状态，为桥梁的日常养护和维修决策提供科学依据。
技术研发人员：耿国锋,潘涛,游鹏升,潘兴东,薛明欣,袁胜涛,任庆云,邓显光,付仕超,李云学,秦怀继,张建,王文彬,王莅
受保护的技术使用者：云南通衢工程检测有限公司
技术研发日：
技术公布日：2026/9/4