技术摘要:
本发明涉及桥梁安全检测技术领域,具体涉及一种桥梁自动检测警报方法,方法包括:在桥梁两侧分别固定设置参考点;在桥梁两端的桥墩上固定设置测量点;以测量点为原点建立三维坐标系,其中,X轴方向与桥梁轴线平行,Y轴方向为竖直方向,Z轴方向垂直于X轴和Y轴;分别实时 全部
背景技术:
桥梁结构是交通线路的关键组成部分,是各个地区间交通联系的咽喉。作为一种 柔性结构,桥梁在汽车荷载、风荷载、地震等动力作用下受迫振动产生位移、挠曲、扭转等, 这些振动响应时刻威胁着桥梁的运营安全,对大跨度桥梁结构影响则更为显著。 当前,我国公路桥梁约有77.92万座,而桥梁的安全运营直接关系到人们的人身安 全,此前有关桥梁垮塌带来的灾难事故不胜枚举,这使得人们越来越重视桥梁运营阶段的 安全,例如如美国旧塔科马悬索桥因风致振动而破坏。事实上,上世纪五十年代人们已经采 取了一定的监测手段,鉴于当时监测手段落后,监测工作主要依赖于人工现场定期巡检,后 来又出现了动静载试验、超声回弹、脉冲回波等多种技术。 在现有技术中,通常利用水准仪、测距仪、经纬仪、全站仪、位移传感器和加速度传 感器等技术观测桥梁结构的几何位移或加速度,并分析其形态、结构动力特性等参数。然而 由于桥梁结构的现场条件恶劣(温度效应、风荷载效应以及特殊施工工况等)、施工过程复 杂等不利因素的影响,现有技术中的这些测量手段存在一定的局限,难以满足对桥梁结构 与形态进行连续实时、全天候和自动监测的需要。 RFID测距定位技术结构简单,只有两个基本器件,由一个阅读器和多个标签组成, 在控制、检测和跟踪物体方面具有广泛的应用。RFID测距定位技术主要是基于信号强度的 测距方法,通过阅读器获得的标签信号强度经过信号传播模型换算成标签到阅读器之间的 距离信息,可以在各种恶劣环境下自动工作,可在短时间内迅速识别范围内的大量标签,标 签低功耗、低成本、体积小、抗污染、持久耐用,采用高频的RFID读写器可以使定位精度达到 1cm,这使得RFID测距定位技术非常适合于桥梁结构的检测环境。
技术实现要素:
鉴于此,本发明的目的在于提供一种桥梁自动检测警报方法,适合于桥梁的检测 环境,检测精度高,环境影响对测量结果造成的误差小,结构简单,使用寿命长。 为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案: 本发明提供一种桥梁自动检测警报方法,所述桥梁自动检测警报方法包括: 在桥梁两侧分别固定设置参考点; 在桥梁两端的桥墩上固定设置测量点; 以测量点为原点建立三维坐标系,其中,X轴方向与桥梁轴线平行,Y轴方向为竖直 方向,Z轴方向垂直于X轴和Y轴; 分别实时检测测量点与每个参考点之间的距离,并计算每个参考点的坐标; 设定参考点摆动阈值,当任一参考点摆动幅度超出摆动阈值时发出警报。 在上述的桥梁自动检测警报方法中,作为优选方案,所述在桥梁两侧分别固定设 4 CN 111578874 A 说 明 书 2/7 页 置参考点,包括: 在桥梁一侧等间距固定设置第一参考点、第二参考点和第三参考点; 在桥梁另一侧等间距固定设置第四参考点、第五参考点和第六参考点; 其中,第一参考点与第四参考点相对于桥梁轴线对称,第二参考点与第五参考点 相对于桥梁轴线对称,第三参考点与第六参考点相对于桥梁轴线对称。 在上述的桥梁自动检测警报方法中,作为优选方案,所述在桥梁两端的桥墩上分 别固定设置测量点,包括: 在桥梁两端的桥墩相对的侧面上设置测量点,其中,测量点设置在桥墩侧面上方 的中间位置处,测量点的水平高度低于每个测量点的水平高度。 在上述的桥梁自动检测警报方法中,作为优选方案,所述测量点为RFID电子标签, 所述测量点为有源RFID读写器,RFID频段使用433MHZ的超高频频段。 在上述的桥梁自动检测警报方法中,作为优选方案,所述以测量点为原点建立三 维坐标系,包括: 根据桥梁设计尺寸以及参考点和测量点的安装位置,分别获取第一参考点、第二 参考点、第三参考点、第四参考点、第五参考点和第六参考点与测量点的垂直距离,依次记 为:H1、H2、H3、H4、H5和H6; 分别获取第一参考点、第二参考点、第三参考点、第四参考点、第五参考点和第六 参考点与测量点的水平距离,依次记为:L1、L2、L3、L4、L5和L6; 分别获取第一参考点、第二参考点、第三参考点、第四参考点、第五参考点和第六 参考点在X轴和Y轴的初始坐标,依次表示为: (X1,Y1)、(X2,Y2)、(X3,Y3)、(X4,Y4)、(X5,Y5)和(X6,Y6); 其中:Y1=H1,Y2=H2,Y3=H3,Y4=H4,Y5=H5,Y6=H6。 在上述的桥梁自动检测警报方法中,作为优选方案,所述分别实时检测测量点与 每个参考点之间的距离,并计算每个参考点的坐标,包括: 分别检测测量点与第一参考点、第二参考点、第三参考点、第四参考点、第五参考 点和第六参考点之间的距离,依次记为:A1、A2、A3、A4、A5和A6; 分别计算第一参考点、第二参考点、第三参考点、第四参考点、第五参考点和第六 参考点在X轴和Y轴的坐标,依次表示为: (X1,Y1’)、(X2,Y2’)、(X3,Y3’)、(X4,Y4’)、(X5,Y5’)和(X6,Y6’); 其 中 : 在上述的桥梁自动检测警报方法中,作为优选方案,所述当任一参考点摆动幅度 超出摆动阈值时发出警报之前,还包括: 分别计算每个参考点的摆动幅度; 第一参考点的摆动幅度为F1,则有: 依次计算第二参考点、第三参考点、第四参考点、第五参考点和第六参考点的摆动 5 CN 111578874 A 说 明 书 3/7 页 幅度F2、F3、F4、F5和F6: 本发明还提供一种桥梁自动检测警报系统,所述桥梁自动检测警报系统包括: 多个参考点,所述参考点固定设置在桥梁两侧,用于随着桥梁的摆动而同步摆动; 测量点,所述测量点设置在桥墩侧面上方的中间位置处,测量点的水平高度低于 每个测量点的水平高度,用于检测所述测量点与每个所述参考点之间的距离; 控制中心,所述控制中心用于计算每个参考点的坐标和摆动幅度,并在摆动幅度 超出摆动阈值时发出报警命令; 报警器,所述报警器与所述控制中心连接,用于在接收到所述控制中心发来的报 警命令后发出警报。 在上述的桥梁自动检测警报系统中,作为优选方案,所述桥梁自动检测警报系统 还包括: 通讯模块,所述通讯模块为有线局域网或无线局域网,用于连接所述控制中心和 测量点,所述测量点有多个,分别设置在同一桥体不同桥梁的桥墩上,每个所述测量点均对 应设置有多个参考点,每个所述测量点均通过所述通讯模块连接至控制中心。 在上述的桥梁自动检测警报系统中,作为优选方案,所述测量点为RFID电子标签, 所述测量点为有源RFID读写器,RFID频段使用433MHZ的超高频频段。 与最接近的现有技术相比,本发明提供的技术方案具有如下有益效果: 本发明提供一种桥梁自动检测警报方法,具有如下优点: 1 .本发明的目的在于提供一种桥梁自动检测警报方法,RFID测距定位技术,通过 RFID电子标签和有源RFID读写器对桥梁摆动进行检测,适合于桥梁的检测环境,检测精度 高,环境影响对测量结果造成的误差小,结构简单,使用寿命长; 2.本发明的目的在于提供一种桥梁自动检测警报方法,测量RFID电子标签和有源 RFID读写器之间的距离,通过三角变换计算桥梁摆动幅度,通过大数值计算小数值,淡化硬 件本身的测量误差,提高最终检测结果的精度。 本发明还提供一种桥梁自动检测警报系统,其有益效果与桥梁自动检测警报方法 类似,不再赘述。 附图说明 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。其中: 图1是本发明实施例所提供第一种实施方式的桥梁自动检测警报方法的流程图; 6 CN 111578874 A 说 明 书 4/7 页 图2是本发明实施例所提供第二种实施方式的桥梁自动检测警报方法的流程图; 图3是本发明实施例所提供的桥梁自动检测警报系统的框架图。