CN109472371B - 一种大型桥梁结构运营管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型桥梁结构运营管理系统，包括桥梁预处理分类单元和检测管理单元；所述桥梁预处理分类单元包括：桥梁仿真图模块，使用绘图软件得到桥梁整体的三维模型图，并同时生成桥梁的多角度仿真视图；桥梁分割图模块，用于根据所述桥梁的伸缩连接处作为切割处，将所述桥梁仿真模块得到的桥梁仿真图切割成若干面积相当的桥梁板块；结构标号模块，用于根据桥梁分割模块生成的若干桥梁板块，在每个桥梁板块的桥梁结构进行整体标号；桥梁结构进行分类整理，防止遗漏待检测的具体结构，针对桥梁检修的专业性进行分工维护，提高对桥梁检测的全面性，便于进行及时的检修操作。

Description

一种大型桥梁结构运营管理系统及方法

技术领域

本发明涉及桥梁结构维护管理技术领域，具体为一种大型桥梁结构运营管理系统及方法。

背景技术

随着桥梁建设水平的突飞猛进和新技术的不断应用，很多大型桥梁结构建成通车，与此同时，桥梁的运营管理和养护问题也日益严重。目前我国一些大型铁路桥梁的运营管理在管理体制、养护维修现状、设计及施工影响、桥梁自身状况、检测技术及手段等多方面还值得进一步探讨，通过采用现代化管理手段、先进的信息技术、检测技术和数字化技术，建立现代化的桥梁运营管理体制和现代化大型桥梁管养体系，通过预防性、数字化管养，实现养护管理的技术升级与管理模式的转变，是提高大型桥梁运营管理水平、养护管理质量、保证桥梁结构正常使用性能的发展方向。

但是目前大桥养修以被动养护为主，大桥的运营管理处于养护工作被动化、检测手段机械化、记录病害平面化、资料管理台账化的被动管理和静态数据存储阶段，缺乏主动养护理念和先进的技术手段，管养标准缺乏。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种大型桥梁结构运营管理系统及方法，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种大型桥梁结构运营管理系统，包括桥梁预处理分类单元和检测管理单元；

所述桥梁预处理分类单元包括：

桥梁仿真图模块，用于提供桥梁整体的三维模型图和多角度平面视图；

桥梁图分割模块，根据桥梁整体仿真图上的伸缩连接处作为切割点，按照桥梁仿真图的切割点将桥梁整体分成若干面积相当的桥梁板块；

结构标号模块，在切割后的每个桥梁板块内将待检测的不同桥梁结构进行整体标号。

作为本发明一种优选的技术方案，所述检测管理单元包括：

桥梁结构划分模块，按照桥梁结构检测时的专业化程度，将标号完成的桥梁结构根据不同的结构功能进行检测类型划分；

记档管理模块，将检测的结构数据进行记录统计，根据桥梁结构的记录信息对桥梁结构进行缺损等级评定，生成对应的整修方案；

结构数据处理模块，整理桥梁结构损坏数据，并根据具体的缺损等级确定检修周期，推算桥梁结构的正常使用周期。

作为本发明一种优选的技术方案，所述桥梁结构的检测类型划分可分为：

日常多频检测，主要对桥面设施和桥台附属构造的技术状况进行日常巡视检查；

定期功能检测，采集结构混凝土、桥梁梁板和桥梁结构的检测数据，并且记录获取检测数据实时动态图。

作为本发明一种优选的技术方案，所述缺损等级的评定指数是目前桥梁结构的缺损程度、缺损部位对桥梁结构的影响程度和缺损日后发展变化情况，根据桥梁结构的三个评定指数做出相应结构的损坏等级评定。

作为本发明一种优选的技术方案，所述桥梁结构的缺损程度可以用桥梁结构测量数据与标准数据的差值表示，所述缺损部位对桥梁结构的影响程度可以用桥梁结构的测量数据与标准数据的比较差值，进一步得到差值与标准数据的占比表示；所述缺损结构发展变化情况可以用桥梁结构的测量数据拟合数据趋势线，根据趋势线的变化幅度表示。

作为本发明一种优选的技术方案，相邻两个所述桥梁板块交叉处的桥梁结构，在两个结构标号模块内均进行标号，同一桥梁结构可进行两次结构检测处理。

另外本发明还提供一种大型桥梁结构运营管理方法，包括如下步骤：

步骤100、将桥梁整体按照桥梁伸缩连接点顺次分为若干面积相同的桥梁板块，对每个桥梁板块进行一级标号，并且对每个桥梁板块内的待检测结构进行二级标号；

步骤200、将标号后的桥梁结构按照检测时按照检测类型划分，根据日常检测和定期检测的确定时间进行桥梁检测，将检测数据整理在表格内并储存到处理器；

步骤300、将检测的数据实时记录在结构检修表格内，并实时处理检测数据绘出结构损坏实时图；

步骤400、确定检修数据确定结构的缺损等级，并按照缺损等级进行桥梁维护。

作为本发明一种优选的技术方案，在步骤400中，确定缺损等级的具体步骤包括：

步骤401、在结构检修表格内记录结构检测数据，将结构检修的数据与标准结构数据对比得到差值，确定桥梁结构的缺损程度；

步骤402、计算结构检修的数据与标准结构数据的差值，与标准结构数据的占比，确定缺损部位对桥梁结构的影响程度；

步骤403、根据多次检修结果，测绘结构损坏数据图，确定结构的损坏趋向；

步骤404、将上述三个步骤内的数据按照加权平分的方式确定桥梁结构的损坏评分，根据损坏评分确定维护方案。

作为本发明一种优选的技术方案，在步骤403中，根据桥梁结构的损坏趋向，确定桥梁结构的损坏周期，从而生成桥梁结构的维修方案实施周期。

作为本发明一种优选的技术方案，所述结构损坏趋向图的横坐标为检修的次数，纵坐标为结构检测数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明将运营管理系统分为桥梁预处理模拟和桥梁检测数据管理两部分，对需要检测的桥梁结构进行分类整理，防止遗漏待检测的具体结构，针对桥梁检修的专业性进行分工维护，提高对桥梁检测的全面性，并且提高工作效率，便于进行及时的检修操作；

(2)本发明将结构检测数据进行集中的管理，并且对数据进行有效的处理，根据检测数据可预判桥梁维护的具体时间段，并且及时生成维护方案，提高在对桥梁检测维护的主动性，可提高结构检测的集中性，减轻修理工作的负担，提高结构检测和维护的准确性。

附图说明

图1为本发明的运营管理系统示意图；

图2为本发明的运营管理方法流程示意图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种大型桥梁结构运营管理系统，包括桥梁预处理分类单元和检测管理单元，桥梁预处理分类单元是先对桥梁进行绘图，并且在图上标记需要检修的桥梁结构，从而便于桥梁结构的检测管理操作，提高对桥梁检查维修实施的便利性，检测管理单元是将具体检测过程的结果记录，并且将检测结果进行处理，生成维护方案，确定维修的具体时间，从而便于控制桥梁结构的检修集中时间，进而确保桥梁的质量安全性能。

所述桥梁预处理分类单元包括：

桥梁仿真图模块，用于提供桥梁整体的三维模型图和多角度平面视图，可利用CAD或者其他画图软件绘出桥梁的三维结构图，并且在三维结构图内确定作为桥梁承载力的检测结构，从而避免遗漏对桥梁结构管理，另外也更直观的体现每个结构的标准参数，多角度仿真视图便于进一步的确定每个标号对应的结构。

桥梁分割图模块，根据桥梁整体仿真图上的伸缩连接处作为切割点，按照桥梁仿真图的切割点将桥梁整体分成若干面积相当的桥梁板块，将桥梁切割成若干桥梁板块，在对桥梁结构检测时，可按照每个桥梁板块内的单独结构进行检测，从而提高结构检测时的准确度和精度。

结构标号模块，在切割后的每个桥梁板块内将待检测的不同桥梁结构进行整体标号。

桥梁分割图模块和结构标号模块结合使用，可对桥梁内的所有结构标号处理，其具体的标号可按照桥梁板块在前、桥梁结构标号在后的标准对所有结构进行处理，其中桥梁板块的标号可用英文字母代替，桥梁结构标号可用阿拉伯数字代替，例如桥梁板块内的结构标号可计为：A1、A2、A3……；B1、B2、B3……；C1、C2、C3……。

作为本实施方式中优选的是，相邻两个所述桥梁板块交叉处的桥梁结构，在两个结构标号模块内均进行标号，同一桥梁结构可进行两次结构检测处理，从而每个桥梁板块进行结构检测时，对于板块连接处的结构均进行检测，增加检测的次数，从而提高结构检测的准确性。

需要补充说明的是，桥梁一般由上部构造、下部结构、支座和附属构造物组成，上部结构又称桥跨结构，是跨越障碍的主要结构；下部结构包括桥台、桥墩和基础；支座为桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置；附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等。

上述桥梁结构主要包括桥面外观、上部结构、下部结构、混凝土强度、混凝土碳化深度、钢筋位置、混凝土保护层厚度和水下混凝土桩基等结构，对影响桥梁承载力和正常使用功能的所有结构进行标号，从而确保对桥梁检查的全面性，并且进行及时的养护处理，提高使用寿命。

所述检测管理单元包括：桥梁结构划分模块、记档管理模块和结构数据处理模块。

桥梁结构划分模块具体的工作过程为，根据桥梁结构检测时的专业化程度，将标号完成的桥梁结构根据不同的结构功能进行检测类型划分，一般可将桥梁结构分为桥梁的外观检测和桥梁结构检测。

在对桥梁结构进行划分时，桥梁结构的检测类型可分为：

日常多频检测，主要对桥面设施和桥台附属构造的技术状况进行日常巡视检查；

定期功能检测，采集结构混凝土、桥梁梁板和桥梁结构的检测数据，并且记录获取检测数据实时动态图。

其中日常多频检测主要针对桥梁外观检测，比如说涂漆剥落、栏杆稳定性和桥梁结构的连接组件等等，在检测时首先对桥梁进行外观病害检查打分，及时了解和掌握桥梁结构的外观损坏状况，方便以后对桥梁的进一步维修，对桥梁进行外观检查主要的检查方法是现场人工检测，重点检查桥梁各部位的裂缝和破损情况。

定期功能检测则需要由专业技术人员使用专门检测仪器设备来实施完成，要求应用无破损检测手段对桥梁进行全面的检测，并详细记录数据，检测后确定损毁部位和损毁程度，正确评估损坏将要造成的后果及桥梁的耐久性和承载能力，通过科学计算和预测潜在缺陷可能给桥梁结构带来的危险。

其中结构混凝土的检测内容包括混凝土强度检测、混凝土碳化深度检测、钢筋位置及混凝土保护层厚度检测；桥梁结构承载能力鉴定，即通过承载能力鉴定判定现阶段桥梁的承载能力能否满足设计要求；桥梁梁板检测，即长期监控检测桥梁在有车辆经过时的位移。

本实施方式通过日常多频检测和定期功能检测两种检测方式的结合使用，可对桥梁结构进行全方面的监测，实现动态有效的管理模式。

本实施方式的创新点还包括，在对桥梁结构的检测类型划分时，可将划分的检测结构与结构标号模块的桥梁结构进行一一匹配，从而进一步确定对桥梁结构的检测频率和周期，提高桥梁检测时的工作分类，提高工作效率。

记档管理模块主要用于将检测的结构数据进行记录统计，即将桥梁结构测量结果可通过无线传输模块实时传递到云端处理器内，在云端处理器内记录桥梁结构的结构损坏数据，根据所述库存信息对损坏检测信息进行缺损等级评定，生成对应的整修方案。

缺损等级评定的标准是根据桥梁结构的缺损程度、缺损部位对桥梁结构的影响程度和缺损发展变化情况，确定桥梁结构的缺损状况，做出等级评定，根据桥梁结构的缺损等级依次生成对应的整修方案，从而减轻桥梁维护的工作强度，减少桥梁维护对桥梁正常通行使用的影响。

作为本实施方法的优选，桥梁结构的缺损程度可以用桥梁结构测量数据与标准数据的差值表示，所述缺损部位对桥梁结构的影响程度可以用桥梁结构的测量数据与标准数据的比较差值，进一步得到差值与标准数据的占比表示；所述缺损结构发展变化情况可以用桥梁结构的测量数据拟合数据趋势线，根据趋势线的变化幅度表示。

桥梁结构的缺损程度分为大中小三个部分，缺损部位对桥梁结构的影响程度分为强中弱三个部分，其中强中弱均对应一定的数据范围，缺损发展变化情况分为趋于稳定、趋于严重和趋于减轻三个部分，其中趋于稳定、趋于严重和趋于减轻均对应于检测数据的变化判断，可判断数据的变化幅度，确定缺损变化情况。

结构数据处理模块可对一个所述检修周期内的结构损坏数据进行整理，确定损坏结构的使用周期，将不同桥梁结构的检修数据与需维护的标准值进行对比，当检修数据略等于需要维护的数据时，可生成桥梁结构的整修方案，确定结构的使用周期，可提高对桥梁结构的重点检修时间，集中桥梁检测的时间，增加桥梁检测资料管理台账化的主动管理，并且将静态数据生成动态预判图，提前预测桥梁的结构变化，实现桥梁维护的工作规整，减轻工作强度。

实施例2

如图2所示，本发明还提供一种大型桥梁结构运营管理方法，包括如下步骤：

步骤100、将桥梁整体按照桥梁伸缩连接点顺次分为若干面积相同的桥梁板块，对每个桥梁板块进行一级标号，并且对每个桥梁板块内的待检测结构进行二级标号；

步骤200、将标号后的桥梁结构按照检测时按照检测类型划分，根据日常检测和定期检测的确定时间进行桥梁检测，将检测数据整理在表格内并储存到处理器；

步骤300、将检测的数据实时记录在结构检修表格内，并实时处理检测数据绘出结构损坏实时图；

步骤400、确定检修数据确定结构的缺损等级，并按照缺损等级进行桥梁维护。

步骤400中，确定缺损等级的具体步骤包括：

步骤401、在结构检修表格内记录结构检测数据，将结构检修的数据与标准结构数据对比得到差值，确定桥梁结构的缺损程度；

步骤402、计算结构检修的数据与标准结构数据的差值，与标准结构数据的占比，确定缺损部位对桥梁结构的影响程度；

步骤403、根据多次检修结果，测绘结构损坏数据图，确定结构的损坏趋向；

步骤404、将上述三个步骤内的数据按照加权平分的方式确定桥梁结构的损坏评分，根据损坏评分确定维护方案。

在上述步骤中，确定结构的损坏趋向，可将多次检修结果画出结构损坏趋向图，所述结构损坏趋向图的横坐标为检修的次数，纵坐标为结构检测数据，确定桥梁结构的损坏周期，从而提前做好维护准备。

具体以桥梁的减速带磨损作为运营管理的事例：

由于桥梁减速带的磨损在日常维护时看不出变化，所以可对桥梁减速带的检测类型划分为定期结构检测。

A、在云端处理器内设定桥梁减速带的高度标准值，以及减速作用的摩擦值；

B、在云端处理器内表格内，匹配对应板块标号内的检测结构，并且将检测日期和桥梁减速带的相关数据记录，此时的相关数据包括桥梁减速带的高度和摩擦力；

C、将B内的数据通过软件分析，其中将桥梁减速带的高度实时与需维护的最低高度相比，将桥梁减速带的摩擦力实时与需维护的最低摩擦力相比，及时确定需要维护的方案；

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种大型桥梁结构运营管理系统，其特征在于：包括桥梁预处理分类单元和检测管理单元；

所述桥梁预处理分类单元包括：

桥梁仿真图模块，用于提供桥梁整体的三维模型图和多角度平面视图；

桥梁图分割模块，根据桥梁整体仿真图上的伸缩连接处作为切割点，按照桥梁仿真图的切割点将桥梁整体分成若干面积相当的桥梁板块；

结构标号模块，在切割后的每个桥梁板块内将待检测的不同桥梁结构进行整体标号；

所述检测管理单元包括：

桥梁结构划分模块，按照桥梁结构检测时的专业化程度，将标号完成的桥梁结构根据不同的结构功能进行检测类型划分；

其中，相邻两个所述桥梁板块交叉处的桥梁结构，在两个结构标号模块内均进行标号，同一桥梁结构可进行两次结构检测处理；

记档管理模块，将检测的结构数据进行记录统计，根据桥梁结构的记录信息对桥梁结构进行缺损等级评定，生成对应的整修方案；

结构数据处理模块，整理桥梁结构损坏数据，并根据具体的缺损等级确定检修周期，推算桥梁结构的正常使用周期；

所述桥梁结构的检测类型划分可分为：

日常多频检测，主要对桥面设施和桥台附属构造的技术状况进行日常巡视检查；

定期功能检测，采集结构混凝土、桥梁梁板和桥梁结构的检测数据，并且记录获取检测数据实时动态图。

2.根据权利要求1所述的一种大型桥梁结构运营管理系统，其特征在于：所述缺损等级的评定指数是目前桥梁结构的缺损程度、缺损部位对桥梁结构的影响程度和缺损结构发展变化情况，根据桥梁结构的三个评定指数做出相应结构的损坏等级评定。

3.根据权利要求2所述的一种大型桥梁结构运营管理系统，其特征在于：所述桥梁结构的缺损程度可以用桥梁结构测量数据与标准数据的差值表示，所述缺损部位对桥梁结构的影响程度可以用桥梁结构的测量数据与标准数据的比较差值，进一步得到差值与标准数据的占比表示；所述缺损结构发展变化情况可以用桥梁结构的测量数据拟合数据趋势线，根据趋势线的变化幅度表示。

4.一种大型桥梁结构运营管理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤100、将桥梁整体按照桥梁伸缩连接点顺次分为若干面积相同的桥梁板块，对每个桥梁板块进行一级标号，并且对每个桥梁板块内的待检测结构进行二级标号；

步骤200、将标号后的桥梁结构按照检测时按照检测类型划分，根据日常检测和定期检测的确定时间进行桥梁检测，将检测数据整理在表格内并储存到处理器；

步骤300、将检测的数据实时记录在结构检修表格内，并实时处理检测数据绘出结构损坏实时图；

步骤400、确定检修数据确定结构的缺损等级，并按照缺损等级进行桥梁维护；

在步骤400中，确定缺损等级的具体步骤包括：

步骤401、在结构检修表格内记录结构检测数据，将结构检修的数据与标准结构数据对比得到差值，确定桥梁结构的缺损程度；

步骤402、计算结构检修的数据与标准结构数据的差值，与标准结构数据的占比，确定缺损部位对桥梁结构的影响程度；

步骤403、根据多次检修结果，测绘结构损坏数据图，确定结构的损坏趋向；

步骤404、将上述三个步骤内的数据按照加权平分的方式确定桥梁结构的损坏评分，根据损坏评分确定维护方案。

5.根据权利要求4所述的一种大型桥梁结构运营管理方法，其特征在于，在步骤403中，根据桥梁结构的损坏趋向，确定桥梁结构的损坏周期，从而生成桥梁结构的维修方案实施周期。

6.根据权利要求4所述的一种大型桥梁结构运营管理方法，其特征在于，确定结构的损坏趋向，将多次检修结果画出结构损坏趋向图，所述结构损坏趋向图的横坐标为检修的次数，纵坐标为结构检测数据。

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