(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210999656.3 (22)申请日 2022.08.19 (71)申请人 重庆科技学院 地址 401331 重庆市沙坪坝区大 学城东路 20号 申请人 林同棪国际工程咨询 （中国） 有限公 司 (72)发明人 丁鹏　黎小刚　陈晓虎　漆勇　 邓宇　谭书林　陈胜　 (74)专利代理 机构 郑州欧凯专利代理事务所 (普通合伙) 41166 专利代理师 杨岭 (51)Int.Cl. G01M 5/00(2006.01) G01B 7/16(2006.01)G01S 19/42(2010.01) G01B 11/16(2006.01) G06F 30/23(2020.01) (54)发明名称 大跨度轨道专用桥结构状态监测与评价方 法 (57)摘要 大跨度轨道专用桥结构状态监测与评价方 法， 包括以下步骤： S1： 根据相关规范及桥梁结构 特点进行监测系统方案设计； S2： 依据设计的监 测系统方案进行传感器安装， 包括GNSS变形监测 系统、 光栅光纤应变传感器等， 采集频次须大于 1HZ； S3： 自行开发桥梁结构监测系统， 桥梁系统 监测系统包括数据采集、 数据传输、 数据处理、 数 据管理、 以及数据分析与应用等子系统； 综上所 述， 本发明通过监测大跨度轨道 桥列车荷载作用 下的响应值与阈值进行比较， 小于等于阈值说明 结构处于安全状态， 大于阈值需要预警； 本发明 对大跨度轨道桥健康监测系统的海量数据进行 评估分析， 并提取有用的特征或指标， 以准确评 估桥梁结构当前的真实状态。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115389143 A 2022.11.25 CN 115389143 A 1.大跨度轨道 专用桥结构状态监测与评价方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 根据相关规范及桥梁结构特点进行监测系统方案设计； S2： 依据设计的监测系统方案进行传感器安装， 包括GNSS变形监测系统、 光栅光纤应变 传感器等， 采集频次须 大于1HZ； S3： 自行开发桥梁结构监测系 统， 桥梁系统监测系统包括数据采集、 数据传输、 数据处 理、 数据管理、 以及数据分析与应用等子系统， 实现大跨度轨道专用桥结构状态实时监测， 此数据包含列车、 温度、 风、 收缩徐变等作用响应； S4： 在桥梁起止两端安装列车触发装置， 列车上、 下桥时通过触发装置识别并记录对应 时刻； S5： 以列车上桥时刻监测数据为基准值， 识别列车荷载作用下的响应值， 响应值包括结 构变形及应力监测数据； S6： 在桥梁起止两端安装列车轴重测量装置， 轴重参数录入有限元模型， 得出结构理论 计算值； S7： 将列车荷载作用下的响应值与阈值进行对比分析， 实现桥梁结构状态实时评价。 2.根据权利要求1所述的大跨度轨道专用桥结构状态监测与评价方法， 其特征在于， 步 骤S4中所述的触发装置包括中央控制单元和红外线摄像头， 红外线摄像头安装在桥梁上， 红外线摄 像头与中央控制单 元连接。 3.根据权利要求1所述的大跨度轨道专用桥结构状态监测与评价方法， 其特征在于， 步 骤S6中所述的轴重测量装置包括获取模块， 用于获取轨道列车中任一车辆的参数信息， 并 根据所述 参数信息计算所述车辆受到的阻力； 第一计算模块， 用于基于轮对转矩方程， 获得所述车辆 中每个轮对对应的切向轮轨力； 第二计算模块， 用于根据所述参数信息、 所述阻力和所述切向轮轨力， 计算所述车辆中每个 轮对对应的轮轴作用力、 所述车辆受到的车钩合力以及所述车辆的车体对 所述车辆中每个 转向架的横向力； 轴重计算模块， 用于根据所述参数信息、 所述阻力、 所述轮轴作用力、 所述车钩合力和 所述横向力， 计算所述车辆中每 个轮轴的轴重 。 4.根据权利要求3所述的大跨度轨道专用桥结构状态监测与评价方法， 其特征在于， 采 用步骤S6中轴重测量装置进行轴重测量的方法为： （1） 获取轨道列车中任一车辆的参数信息， 并根据所述参数信息计算所述车辆受到的 阻力； （2） 基于轮对转矩方程， 获得所述车辆中每个轮对对应的切向轮轨力； 根据所述参数信 息、 所述阻力和所述切向轮轨力， 计算所述车辆中每个轮对对应的轮轴作用力、 所述车辆受 到的车钩合力以及所述车辆的车体对所述车辆中每 个转向架的横向力； （3） 根据所述参数信息、 所述阻力、 所述轮轴作用力、 所述车钩合力和所述横向力， 计算 所述车辆中每 个轮轴的轴重 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115389143 A 2大跨度轨道专用桥结构状态 监测与评价 方法 技术领域 [0001]本发明属于桥梁健康监测技术领域， 具体涉及一种大跨度 轨道专用桥结构状态监 测与评价方法。 背景技术 [0002]大跨度桥梁， 如斜拉桥、 悬索桥等， 经过长期运营会由于荷载和环境等 因素产生损 伤， 影响桥梁的安全性和正常使用性能， 因此需要进 行定期或专项的检测和维修加固。 近年 来， 许多大跨度桥梁安装了健康监测系统， 用于桥梁运营状态的评估， 而且现有评估方法大 多是适用于公路桥结构状态监测与评价， 健康监测系统每天都会产生海量数据， 使得评估 过程对这些数据的分析和处理十分费时费力； 同时如何从海量数据中提取有用的特征或指 标， 以准确评估桥梁结构当前的真实状态， 一 直是桥梁健康评估研究领域中的难题。 发明内容 [0003]本发明旨在 提供大跨度轨道专用桥结构状态监测与评价方法， 解决现有技术中通 过健康监测系统产生的海量数据进行轨道桥梁运营状态评估的方法费时费力的技 术问题。 [0004]为解决上述技术问题， 本发明采用以下技术方案： 大跨度轨道专用桥结构状态监 测与评价方法， 包括以下步骤： S1： 根据相关规范及桥梁结构特点进行监测系统方案设计； S2： 依据设计的监测系统方案进行传感器安装， 包括GNSS变形监测系统、 光栅光纤 应变传感器等， 采集频次须 大于1HZ； S3： 自行开发桥梁结构监测系统， 桥梁系统监测系统包括数据采集、 数据传输、 数 据处理、 数据管理、 以及数据分析与应用等子系统， 实现大跨度轨道专用桥结构 状态实时监 测， 此数据包含列车、 温度、 风、 收缩徐变等作用响应； S4： 在桥梁起止两端安装列车触发装置， 列车上、 下桥时通过触发装置识别并记录 对应时刻； S5： 以列车上桥时刻监测数据为基准值， 识别列车荷载作用下的响应值， 响应值包 括结构变形及应力监测数据； S6： 在桥梁起止两端安装列车轴重测量装置， 轴重参数录入有限元模型， 得出结构 理论计算 值； S7： 将列车荷载作用下的响应值与阈值进行对比分析， 实现桥梁结构状态实时评 价。 [0005]进一步的， 步骤S4中所述的触发装置包括中央控制 单元和红外线摄像头， 红外线 摄像头安装在桥梁上， 红外线摄 像头与中央控制单 元连接。 [0006]进一步的， 步骤S6中所述的轴重测量装置包括获取模块， 用于获取轨道列车中任 一车辆的参数信息， 并根据所述 参数信息计算所述车辆受到的阻力； 第一计算模块， 用于基于轮对转矩方程， 获得所述车辆中每个轮对对应的切向轮说　明　书 1/4 页 3 CN 115389143 A 3