[发明专利]一种基于多源数据的全桥结构安全状态监测方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于多源数据的全桥结构安全状态监测方法及系统，属于桥梁监测技术领域，解决了现有技术监测效率低、可靠性差的问题。该方法包括以下步骤：采集待评估全桥的结构表观数据及力学响应数据；根据采集的所述结构表观数据和力学响应数据利用建立的桥梁结构安全状态评估模型分别获得桥梁上部结构、下部结构和桥面系的综合安全状态结果；基于桥梁上部结构、下部结构和桥面系在全桥结构安全状态中的权重，以及所述桥梁上部结构、下部结构和桥面系的综合安全状态结果获得全桥结构的安全状态监测结果，该方法融合了桥梁监测的直观性和实时性，提高了监测效率和监测结果的可靠性。

技术领域

本发明涉及桥梁监测技术领域，尤其涉及一种基于多源数据的全桥结构安全状态监测方法及系统。

背景技术

桥梁在建成后，由于受到气候、腐蚀、氧化或老化等影响，以及长期在静载和活载的作用下易于受到损坏，相应地其强度和刚度会随时间的增加而降低。这不仅会影响行车的安全，还会使桥梁的使用寿命缩短。

传统的桥梁安全状态监测方法主要是人工目测检查或借助于便携式仪器测量得到的外观检测信息进行桥梁技术状况评定，近年来，结构健康监测(Strutural HealthMonitoring，SHM)技术在大跨桥梁的安全监测中得到了广泛应用，该技术主要是通过在桥梁上布设传感设备，实时获取桥梁结构应力、挠度等力学响应信息，进行桥梁安全状态评估。

现有技术主要存在以下缺陷，一是人工目测检查方法周期长、主观性强、时效性差并且难以实现结构安全性能的实时定量跟踪；二是结构健康监测(Strutural HealthMonitoring，SHM)技术可以获取桥梁结构应力、挠度等力学响应信息，但无法获得桥梁结构的表观退化状况，不够直观。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种基于多源数据的全桥结构安全状态监测方法及系统，用以解决现有技术无法兼顾桥梁监测的直观性和实时性、监测效率低、可靠性差的问题。

一方面，本发明提供了一种基于多源数据的全桥结构安全状态监测方法，该方法包括以下步骤：

采集待评估全桥的结构表观数据及结构力学响应数据；

根据采集的所述结构表观数据和结构力学响应数据利用建立的桥梁结构安全状态评估模型分别获得桥梁上部结构、下部结构和桥面系的综合安全状态结果；

基于桥梁上部结构、下部结构和桥面系在全桥结构安全状态中的权重，以及所述桥梁上部结构、下部结构和桥面系的综合安全状态结果获得全桥结构的安全状态监测结果。

进一步的，所述结构表观数据包括缺损程度、混凝土强度退化程度、钢筋锈蚀程度及钢筋保护层厚度中的一个或多个，所述结构力学响应数据包括结构应变、横向相关系数、结构加速度、结构挠度、索力、疲劳应力、温度及位移中的一个或多个；

通过便携式仪器测量获得所述缺损程度、混凝土强度退化程度、钢筋锈蚀程度及钢筋保护层厚度；通过在桥梁上布设传感设备测量获得所述结构应变、横向相关系数、结构加速度、结构挠度、索力、疲劳应力、温度及位移。

进一步的，所述桥梁结构安全状态评估模型通过下述流程获得桥梁上部结构、下部结构和桥面系的综合安全状态结果：

根据结构表观数据获得桥梁上部结构、下部结构和桥面系的第一结构安全状态结果，并根据结构力学响应数据获得桥梁上部结构、下部结构和桥面系的第二结构安全状态结果；

基于上述结果根据结构表观数据及结构力学响应数据对桥梁结构安全状态影响的权重值获得桥梁上部结构、下部结构和桥面系的综合安全状态结果。

进一步的，所述根据结构表观数据获得桥梁上部结构、下部结构和桥面系的第一结构安全状态结果，并根据结构力学响应数据获得桥梁上部结构、下部结构和桥面系的第二结构安全状态结果，包括：