[发明专利]一种高架桥外挂花坛健康状态监测方法及装置

说明书

本发明公开了一种高架桥外挂花坛健康状态监测方法及装置，所述方法通过对选取的不同参数的管段进行测量，通过提取传感器信号特征实现对锈蚀广度和深度的识别，进一步基于锈蚀广度和深度建立锈蚀度模型；通过脉冲时间差法实现对锈蚀位置识别；采集现场传感器信号并进行处理，基于锈蚀度模型和锈蚀位置定位模型以及现场传感器的测量结果，确定监测对象的锈蚀状态；基于锈蚀度和锈蚀位置得到高架桥外挂花坛健康状态，并根据监测的健康状态发送警报信息。本发明实现了对高架桥外挂花坛健康状态进行监测，避免由于锈蚀而断裂坠落，并锈蚀度进行了量化的表达，实现了更加客观地描述锈蚀程度；对锈蚀位置的精确定位，基于不同位置对整体结构的影响不同，综合得到健康度。

技术领域

本发明涉及土木工程领域，尤其是一种高架桥外挂花坛健康状态监测方法及装置。

背景技术

近年来，随着高架道路系统的逐步完善，为进一步扩展城市绿化空间，美化城市环境，国内各个城市在推进地面绿化建设的同时，大力发展以高架桥垂直绿化为重点的立体绿化建设，取得了可喜的成绩。作为率先尝试高架绿化挂盆技术的城市，其绿化创新理念对全国其他各大城市的高架、立交绿化起到了一定的示范作用。这些高架上的绿化主要是以盆栽为主，采用外挂和顶置两种形式。

随着时间的推移，在使用过程中，常年的风晒雨淋，使这些挂盆在美化道路环境，形成空中绿链的同时也逐渐显现出一定的弊端及安全隐患。现有的高架桥外挂花坛常采用焊接的方式将花坛容器焊接于高架桥的护栏上或者与护栏连接的钢管上，由于雨水的侵蚀以及平时对花坛浇水等情况，在连接花坛的焊接部分容易出现锈蚀的情况，在严重的锈蚀加上花坛与泥土和植物的重量的压力下，焊接部分极为容易出现变形甚至断裂等严重危害公共安全的问题。

发明内容

（一）解决的技术问题

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高架桥外挂花坛健康状态监测方法及装置，所述方法通过对传感器信号的分析，获取高架桥外挂花坛的锈蚀情况，对锈蚀度进行量化处理以及锈蚀位置定位，从而获得高架桥外挂花坛健康状态，根据健康状态采取相应的措施。

（二）技术方案

为了解决上述存在的技术问题，实现发明目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

S1.选取试验管段进行测量，获得传感器信号；

S2.对采集到的信号进行信号分析，包括基于时频域和小波分析进行信号特征提取；

S3.锈蚀度模型建立，所述锈蚀度由锈蚀广度和锈蚀深度共同决定；

S4.锈蚀位置定位模型建立，基于脉冲时间差法来确定锈蚀位置；

S5.采集现场传感器信号并进行处理，基于锈蚀度模型和锈蚀位置定位模型以及现场传感器的测量结果，确定监测对象的锈蚀状态；具体为将传感器测量结果带入锈蚀度模型和锈蚀位置定位模型中，得到现场的监测段的锈蚀度和锈蚀位置；

S6：基于锈蚀度和锈蚀位置得到高架桥外挂花坛健康状态；

S7：根据监测的健康状态发送警报信息，根据步骤S6得到的健康状态选择养护维修措施，包括正常维护、局部修补、局部加固以及整体加固或重新安装。

进一步地，所述步骤S1中传感器可以为压电传感器；

进一步地，所述步骤S2中小波分析特征提取方法的过程如下：

i.对原始信号进行n层小波包分解，得到小波包树，在小波包树的第n层具有个频段信号，进行特征提取。

ii.对提取的每一个频段的信号的高频和低频系数进行重构，分别形成新的重构信号。

iii.求取各个频段的能量，计算公式如下：