1.一種基于長標(biāo)距光纖光柵傳感技術(shù)的橋梁動態(tài)稱重方法,其特征在于,步驟為:
1)、長標(biāo)距傳感器布設(shè):沿橋梁的長度方向在車輛初始駛?cè)牒妥罱K駛出的兩個邊跨單元和位于兩個邊跨單元之間分別布設(shè)長標(biāo)距傳感器;
2)待識別車輛荷載工況監(jiān)測:采集在待識別車輛荷載工況下各個傳感單元的應(yīng)變響應(yīng)數(shù)據(jù),計算僅由軸重引起的各個傳感單元的最大應(yīng)變Dε′i;
3)標(biāo)準(zhǔn)車輛荷載工況監(jiān)測:將已知各項參數(shù)的車輛作為標(biāo)準(zhǔn)車輛,采集在標(biāo)準(zhǔn)車輛荷載工況下各個傳感單元的應(yīng)變響應(yīng)數(shù)據(jù),計算僅由軸重引起的各個傳感單元的最大應(yīng)變ε′i;
4)待識別車輛荷載工況下的車輛荷載識別:
式中:CLi為第i個單元上識別的車輛載重,BCL為標(biāo)準(zhǔn)車輛的車輛載重。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁動態(tài)稱重方法,其特征在于,步驟2)中,計算最大應(yīng)變Dε′i的方法如下:
21)從各個傳感單元中采集的應(yīng)變時程數(shù)據(jù)中提取各個單元的最大應(yīng)變值Dεi;
22)對兩個邊跨單元的數(shù)據(jù),進行一階差分處理,并從這兩組差分?jǐn)?shù)據(jù)中尋找多個峰值MPk及其發(fā)生的時間,并進一步得到:
Ddk=DVk+1*(ltk+1-ltk),k=1,2,…,na
式中:DKpk即為識別的第k個車軸的軸重比,MPk為第k個峰值,na為峰值數(shù),即為該荷載工況下識別的車軸數(shù);DVk為識別的第k個車軸的速度,rx,lx分布為右邊跨單元與左邊跨單元位置,rtk,ltk分別為右邊跨與左邊跨單元上對應(yīng)MPk發(fā)生的時間;Ddk為識別的第k+1個軸與第k個軸的軸距;
23)在步驟22)的結(jié)果上,識別各個單元產(chǎn)生最大應(yīng)變值時車軸加載模式的分界點;由于有na個車軸,故有na-1個分界點:
式中:fdp=Dkp1DV1+Dkp2DV2+…+DkpmDVm+…+Dkpna-1DVna-1+DVna,Ddpm為第m個分界點;
由計算出的分界點可知:在Ddpm-1和Ddpm點之間的單元發(fā)生最大應(yīng)變值的 加載模式為倒數(shù)第m-1個車軸加載在影響線峰值處,即倒數(shù)第m-1個車軸加載在該區(qū)域的相應(yīng)單元;
24)計算該車輛荷載工況下由于軸距和軸重比引起的在各個單元上的影響因子Dri:
當(dāng)ai≤Ddp1
當(dāng)ai≥Ddpna-1
當(dāng)Ddpm-1≤ai<Ddpm
式中:fr=Dkp1+Dkp2+…+Dkpna-1+1;ai為第i個傳感單元的位置;bi=L-ai;
25)計算僅由軸重引起的各個傳感單元的最大應(yīng)變Dε′i:
。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁動態(tài)稱重方法,其特征在于,所述長標(biāo)距傳感器布設(shè)在重大跨橋梁的輔橋或必經(jīng)段中小橋梁上。本專利通過對輔橋、中小橋上的超載車輛及時預(yù)警,可避免對重、大跨橋梁可能造成的巨大損害。
4.一種基于長標(biāo)距光纖光柵傳感技術(shù)的橋梁動態(tài)稱重系統(tǒng),其特征在于,包括區(qū)域分布傳感監(jiān)測系統(tǒng),數(shù)據(jù)系統(tǒng)和分析系統(tǒng),所述區(qū)域分布傳感監(jiān)測系統(tǒng)包括由布設(shè)在橋梁不同位置的長標(biāo)距傳感器組成的監(jiān)測系統(tǒng);所述數(shù)據(jù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊,所述采集模塊采集所述長標(biāo)距傳感器獲取的數(shù)據(jù),所述數(shù)據(jù)處理模塊對所述采集模塊采集的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理;所述分析系統(tǒng)根據(jù)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)得到車輛的載荷數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的橋梁動態(tài)稱重系統(tǒng),其特征在于,所述分析系統(tǒng)包括待識別車輛荷載工況監(jiān)測模塊、標(biāo)準(zhǔn)車輛荷載工況監(jiān)測模塊以及車輛荷載識別 模塊,所述待識別車輛荷載工況監(jiān)測模塊采集待識別車輛荷載工況下各個傳感單元的應(yīng)變響應(yīng)數(shù)據(jù),計算僅由軸重引起的各個傳感單元的最大應(yīng)變Dε′i;所述標(biāo)準(zhǔn)車輛荷載工況監(jiān)測模塊將已知各項參數(shù)的車輛作為標(biāo)準(zhǔn)車輛,采集在標(biāo)準(zhǔn)車輛荷載工況下各個傳感單元的應(yīng)變響應(yīng)數(shù)據(jù),計算僅由軸重引起的各個傳感單元的最大應(yīng)變ε′i;所述車輛荷載識別模塊識別待識別車輛荷載工況下的車輛荷載。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的橋梁動態(tài)稱重系統(tǒng),其特征在于,所述分析系統(tǒng)包括一預(yù)警模塊,該預(yù)警模塊用于預(yù)警超載車輛。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的橋梁動態(tài)稱重系統(tǒng),其特征在于,所述數(shù)據(jù)系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)存儲。