CN111595288A - 用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统 - Google Patents
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Abstract
根据本发明提供的用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统，用于实时对装配式梁桥的铰缝性能进行监测，其特征在于，包括：至少一对速度传感器，分别设置在装配式梁桥的铰缝两侧，每个速度传感器具有各自的传感器编号；用于将速度传感器安装在铰缝两侧的传感器安装机构；以及评估预警装置，与速度传感器分别相通信连接，其中，速度传感器具有速度信号采集部、动挠度信号转换部以及传感器通信部，评估预警装置具有传感器信息存储部、相对位移生成部、铰缝性能预警部以及评估侧通信部。
Description
技术领域
本发明属于桥梁监测领域，涉及一种用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统。
背景技术
随着我国城市化进程的加快，城市建造了越来越多的城市高架，以保障城市交通通行的顺畅和高效。装配式梁桥由于设计简单、施工快捷、结构受力明确等优点，成为城市高架运用最广泛的桥型之一。装配式梁桥在日益增多的交通吞吐量、外部环境以及自身材料老化等综合作用下，其铰缝逐渐发生损伤，甚至出现单梁受力现象，造成桥梁结构性能下降，为城市基础设施安全运行带来隐患。
目前铰缝性能评估仍以荷载试验法为主，荷载试验较耗时费力，并且对现场人员的专业要求高以及需要临时封闭交通，极大影响了通行效率，同时评估方法也较为复杂，没有较好的反映铰缝性能状态的指标体系，因此无法得到精确的定量评价结果，同时也无法实现对铰缝性能的实时监测、评估以及预警。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述人工检测无法实现实时在线监测与精确评估、效率低以及需要中断交通的问题，进而提供一种用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统。
本发明为了达到以上目的，提供了一种用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统，用于实时对装配式梁桥的铰缝性能进行监测，其特征在于，包括：至少一对速度传感器，分别设置在装配式梁桥的铰缝两侧，每个速度传感器具有各自的传感器编号；用于将速度传感器安装在铰缝两侧的传感器安装机构；以及评估预警装置，与速度传感器分别相通信连接，其中，速度传感器具有速度信号采集部、动挠度信号转换部以及传感器通信部，评估预警装置具有传感器信息存储部、相对位移生成部、铰缝性能预警部以及评估侧通信部，传感器信息存储部存储有传感器编号以及每一对速度传感器的传感器编号的对应关系，速度信号采集部实时采集装配式梁桥的速度信号，动挠度信号转换部对速度信号进行长周期基线校正并实时地积分为相应的动挠度信号，传感器通信部用于将动挠度信号以及自身的传感器编号实时传输给评估预警装置，一旦评估侧通信部接收到动挠度信号以及传感器编号，动挠度信号匹配部就基于传感器编号以及传感器信息存储部中存储的对应关系匹配出同一对速度传感器的动挠度信号作为一对待处理动挠度信号，相对位移生成部用于将一对待处理动挠度信号相减从而实时生成铰缝的相对位移信号，铰缝性能预警部用于基于预设的预警阈值、待处理动挠度信号以及相对位移信号进行装配式梁桥的铰缝性能状况的监测以及预警，传感器安装机构具有：传感器用粘合层，设置在装配式梁桥梁体的下表面；传感器用平滑层，至少设置在传感器用粘合层的下表面；传感器底座，设置在传感器用平滑层下表面；以及多个转动螺栓，用于将速度传感器固定在传感器底座上。
另外，在本发明的用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统中，还可以具有这样的技术特征，还包括：用于向速度传感器供电的电池以及将电池安装在装配式梁桥跨中截面两侧位置上的电池安装机构，其中，电池安装机构包括：电池用粘合层，设置在装配式梁桥的跨中截面两侧位置表面；电池用平滑层，至少设置在电池用粘合层表面；电池底座，设置在电池用平滑层表面；多个转动螺栓，用于将电池固定在电池底座上。
另外，在本发明的用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统中，还可以具有这样的技术特征，还包括：用于向速度传感器供电的电池以及将电池安装在装配式梁桥跨中截面两侧位置上的电池安装机构，其中，电池安装机构包括：电池用粘合层，设置在装配式梁桥的跨中截面两侧位置表面；电池用平滑层，至少设置在电池用粘合层的表面。
另外，在本发明的用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统中，还可以具有这样的技术特征：传感器用粘合层以及电池用粘合层均为AB胶水层。
另外，在本发明的用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统中，还可以具有这样的技术特征：传感器用平滑层以及电池用平滑层均为透明胶带。
另外，在本发明的用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统中，还可以具有这样的技术特征：电池的传输线缆铺设在装配式梁桥梁体的下表面，电池通过该传输线缆与至少一个速度传感器进行电连接从而为速度传感器进行持续供电。
另外，在本发明的用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统中，还可以具有这样的技术特征：其中，预警阈值包括单块梁的动挠度阈值以及铰缝的第一相对位移阈值区间、第二相对位移阈值区间和第三相对位移阈值区间，铰缝性能预警部包括用于根据预警阈值对待处理动挠度信号以及相对位移信号进行判断的阈值判断单元，一旦阈值判断单元判断待处理动挠度信号均小于动挠度阈值且相对位移信号在第一相对位移阈值区间内，铰缝性能预警部评估铰缝性能状况为完好；一旦阈值判断单元判断待处理动挠度信号均小于动挠度阈值且相对位移信号在第二相对位移阈值区间内，铰缝性能预警部评估铰缝性能状况为损坏；一旦阈值判断单元判断任一个待处理动挠度信号大于动挠度阈值或相对位移信号在第三相对位移阈值区间内，铰缝性能预警部评估铰缝性能状况为完全破坏。
另外，在本发明的用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统中，还可以具有这样的技术特征：其中，动挠度阈值为L/600，第一相对位移阈值区间为小于1.4×10-5L，第二相对位移阈值区间为在1.4×10-5L与5.4×10-5L之间，第三相对位移阈值区间为大于5.4×10-5L。
发明的作用与效果
根据本发明提供的用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统，由于传感器底座与梁体之间采用平滑层叠加粘合层的连接，通过平滑层使得钢制的传感器底座的安装面变得平滑，因此可以容易地使得传感器底座通过粘合层粘合在装配式梁桥的梁体上，这种传感器的布设方式相比于常规的打孔通过螺栓连接的复杂操作更加简单快捷并且不损伤梁体，同时还避免因为钢制底座的粗糙影响粘合效果，最终，即保证了传感器的粘合设置更加牢固不容易掉落，也保证了振动的传递效果更好。另外，由于通过设置在传感器底座上的速度传感器采集速度信号并转换为动挠度信号发送给评估预警装置，并通过评估预警装置根据动挠度信号实时计算铰缝的相对位移信号，进一步根据预设的预警阈值对动挠度信号以及相对位移信号进行判断，因此实现了针对装配式梁桥的铰缝性能状态的实时、定量、精确和快速的监测、评估与预警。
附图说明
图1是本发明实施例中装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统的结构框图；
图2是本发明实施例中装配式梁桥铰缝监测装置的整体示意图；
图3是本发明实施例中传感器安装机构的安装示意图；
图4是本发明实施例中的电池安装机构的安装示意图；
图5是本发明实施例中速度传感器的结构框图；
图6是本发明实施例中评估预警装置的结构框图；
图7是本发明实施例中铰缝性能监测过程的流程图；以及
图8是本发明涉及的用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统在变形例中的电池安装机构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例及附图对本发明的所涉及的一种用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统作具体阐述。
<实施例>
图1是本发明实施例中装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统的结构框图。
如图1所示，用于装配式梁桥铰缝性能评估的监测系统100包括装配式梁桥铰缝监测装置1、评估预警装置2以及通信网络3。
其中，装配式梁桥铰缝监测装置1用于对装配式梁桥的铰缝进行实时监测，并实时将监测得到的动挠度信号通过通信网络3发送给评估预警装置2，使得评估预警装置2根据该动挠度信号实时地对装配式梁桥的铰缝性能状况进行评估与预警。本实施例中，通信网络3为4G或5G网络。
图2是本发明实施例中装配式梁桥铰缝监测装置的整体示意图。
如图2所示，装配式梁桥铰缝监测装置1包括至少一对速度传感器21、传感器安装机构2、电池31以及电池安装机构3。
速度传感器21为内置4G或5G手机卡的无线速度传感器，能够采集梁桥梁体4上铰缝5附近的震动数据并将该数据传输到评估预警装置2进行评估。
传感器安装机构2设置于梁桥梁体4的铰缝5附近，用于将速度传感器21安装在梁体4的铰缝5左右两侧位置。
本实施例中，如图2所示，每个铰缝5左右两侧的两个速度传感器21为一对，评估预警装置2根据各对速度传感器21采集到的数据来评估相应的铰缝5的性能状况。
电池31是太阳能电池，能够给速度传感器21持续供电。
电池安装机构3设置于梁桥4跨中截面两侧位置上，用于将电池31安装在梁体4跨中截面两侧的位置上。电池的传输线缆36铺设在梁桥梁体4的下表面，电池31通过该传输线缆36与至少一个速度传感器21进行电连接。
图3是本发明实施例中传感器安装机构的安装示意图。
如图3所示，传感器安装机构2包括传感器用粘合层22、传感器用平滑层23、传感器底座24以及多个转动螺栓25。
其中，传感器用粘合层22为AB胶水层，传感器用平滑层23为透明胶带。
具体地，传感器用粘合层22设置在装配式梁桥梁体4的下表面，传感器用平滑层23设置在传感器用粘合层22的下表面，传感器底座24设置在传感器用平滑层23的下表面，多个转动螺栓25用于将速度传感器21固定在传感器底座24上。
图4是本发明实施例中的电池安装机构示意图。
如图4所示，电池安装机构3包括电池用粘合层32、电池用平滑层33、电池底座34以及多个转动螺栓35。
其中，电池用粘合层32为AB胶水层。电池用平滑层33为透明胶带。
具体地，电池用粘合层32设置在梁桥梁体4的跨中截面两侧位置表面，电池用平滑层33设置在电池用粘合层32表面；电池底座34设置在电池用平滑层33表面，多个转动螺栓35用于将电池31固定在电池底座34上。
该用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统在实际安装过程中的步骤如下：
如图3所示，在到达桥梁现场之前预先在传感器底座24表面设置传感器用平滑层23，保证与梁体接触的粘合面平整、无杂物。到达桥梁现场之后，首先确定需要监测的跨桥位置，进而确定速度传感器21的监测位置为该跨桥位置跨中截面各铰缝5相邻的梁体4处。然后在传感器用平滑层23上设置传感器用粘合层22，以此实现传感器底座24与梁体4底面的快速、牢固连接。最后使用多个转动螺栓25将速度传感器21的安装孔部与传感器底座24孔部进行旋合连接，而从实现速度传感器21和梁体5的固定安装。如图4所示，在梁桥跨中截面两侧位置进行电池31安装的过程和速度传感器21安装类似：预先在电池底座34表面设置电池用平滑层33，保证电池底座34与梁体4接触的粘合面平整、无杂物，接着在电池用平滑层33上设置电池用粘合层32，完成电池底座与梁体的固定连接，最后通过多个转动螺栓35将电池31的安装孔部与电池底座34孔部进行旋合连接，从而完成电池31与梁体4的固定安装。
最后将电池传输线缆36引出，沿梁体4底面直接布设至每个速度传感器21处，完成电池31与速度传感器21的电连接，从而实现电池31对速度传感器21的持续供电。
图5是本发明实施例中速度传感器的结构框图。
如图5所示，速度传感器21包括速度信号采集部11、动挠度信号转换部12以及传感器通信部13。
速度信号采集部11用于采集装配式梁桥的速度信号，该速度信号由桥梁的振动通过传感器安装机构2传输到速度传感器21产生。
本实施例中，速度信号采集部11为速度传感器21的传感器本体，其采样频率需要根据桥长和截面尺寸合理设置。
动挠度信号转换部12用于实时将速度信号采集部11采集到的速度信号转换为相应的动挠度信号。
本实施例中，动挠度信号转换部12为内置在速度传感器21中的基于递归积分的动挠度实时计算程序，能够通过递归滤波器与最小二乘法，对实时的速度信号进行长周期基线校正，并将校正后的速度信号积分成动挠度信号。
传感器通信部13为4G或5G手机卡，通过4G或5G无线通讯手段与评估预警装置2进行数据交换。
另外，本实施例中，传感器通信部13内置有当前的速度传感器21的传感器编号，在传感器通信部13实时发送动挠度信号转换部12转换形成的动挠度信号时，还同时将当前的速度传感器21的传感器编号发送给评估预警装置2。
图6是本发明实施例中评估预警装置的结构框图。
如图6所示，评估预警装置2包括传感器信息存储部201、处理建议存储部202、动挠度信号匹配部203、相对位移生成部204、铰缝性能预警部205、评估侧通信部206以及用于控制上述各部的评估侧控制部207。
传感器信息存储部201存储有传感器编号以及相应的对应关系。
本实施例中，一个铰缝5的两侧设有的两个速度传感器21为一对，传感器信息存储部201中所存储的对应关系即对应于一对速度传感器21的关系，每个速度传感器21的传感器编号可以该对应关系对应到另一个相应速度传感器21的传感器编号。
处理建议存储部202存储有处理建议信息以及对应的预警等级。
其中，每个预警等级对应有一个相应的处理建议信息。本实施例中，预警等级分为两个等级，即铰缝性能状况为损坏以及铰缝性能状况为完全损坏。
动挠度信号匹配部203基于接收到的传感器编号以及传感器信息存储部201中存储的对应关系匹配出同一对速度传感器21的动挠度信号作为一对待处理动挠度信号。
本实施例中，动挠度信号匹配部203在评估侧通信部206接收到速度传感器21发送的动挠度信号以及传感器编号时，就根据该传感器编号以及传感器信息存储部中存储的对应关系匹配到对应的传感器编号，并将匹配出的两个传感器编号所对应的动挠度信号作为一对待处理动挠度信号。
本实施例中，动挠度信号匹配部203还具有一个时间同步单元，用于在匹配同一对动挠度信号时对信号时间进行同步，使得同一对的待处理动挠度信号为同一时刻的动挠度信号。
相对位移生成部204用于将一对待处理动挠度信号相减从而实时得到铰缝的相对位移信号。
铰缝性能预警部205用于基于预设的预警阈值、待处理动挠度信号以及相对位移信号进行装配式梁桥的铰缝性能的监测以及预警。
其中，预警阈值包括单块梁的动挠度阈值以及铰缝的第一相对位移阈值区间、第二相对位移阈值区间和第三相对位移阈值区间。本实施例中，依据《城市桥梁检测与评定技术规范》(CJJ/T 233-2015)5.4节中相关规定，可将单块梁的动挠度阈值设置为L/600，其中L为该跨桥梁长度。另外，依据查阅国内外相关论文和统计同类型桥型运营期间的铰缝状况数据，将铰缝相对位移的阈值设置为1.4×10-5L与5.4×10-5L，即第一相对位移阈值区间为小于1.4×10-5L、第二相对位移阈值区间为在1.4×10-5L与5.4×10-5L之间以及第三相对位移阈值区间为大于5.4×10-5L。
本实施例中，铰缝性能预警部205包括一个阈值判断单元、处理建议匹配单元以及预警信息输出单元。
阈值判定单元用于根据预警阈值对待处理动挠度信号以及相对位移信号进行判断。具体地：
当阈值判断单元判断某个铰缝相邻两块梁的动挠度信号均小于L/600，且铰缝相对位移小于1.4×10-5L，则认为该铰缝性能状况为完好。
当阈值判断单元判断某个铰缝相邻两块梁的动挠度信号均小于L/600，且铰缝相对位移大于1.4×10-5L且小于5.4×10-5L，则认为该铰缝性能状况为损坏。此时，处理建议匹配单元会从处理建议存储部202中匹配出对应的处理建议，并通过预警信息输出单元将铰缝性能状况以及处理建议作为预警信息输出给相应人员进行处理。本实施例中，相应人员在收到铰缝性能受损提示的同时收到的处理建议为：建议在该铰缝位置灌胶或者贴碳纤维布或钢板，使铰缝能够传递剪力，恢复铰缝横向联系作用。
当阈值判断单元判断某个铰缝相邻两块梁的动挠度信号大于L/600，或铰缝相对位移大于5.4×10-5L，则认为该铰缝性能状况完全破坏，在这种状况下，该铰缝对应桥面铺装应该出现了一条通长裂缝。此时，处理建议匹配单元会从处理建议存储部202中匹配出对应的处理建议，并通过预警信息输出单元将铰缝性能状况以及处理建议作为预警信息输出给相应人员进行处理。本实施例中，相应人员在收到完全损坏预警的同时收到的处理建议为：建议临时封闭交通，凿开该铰缝对应桥面铺装层，重新植入铰缝钢筋和浇筑混凝土，重新做铺装层与防水层，完全恢复铰缝的横向联系作用，使得各块梁能够协同受力，保证桥梁结构的安全。
图7是本发明实施例中铰缝性能监测过程的流程图。
如图7所示，用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统100对装配式桥梁每一个铰缝的监测过程具体包括如下步骤：
步骤S1，速度传感器21通过4G或5G网络实时发送动挠度信号以及自身的传感器编号给评估预警装置2，然后进入步骤S2；
步骤S2，评估侧通信部接收到各个速度传感器21发送的动挠度信号以及传感器编号，然后进入步骤S3；
步骤S3，动挠度信号匹配根据步骤S2接收到的传感器编号以及传感器信息存储部中存储的对应关系匹配出同一对速度传感器21采集的动挠度信号，并作为一对待处理动挠度信号，然后进入步骤S4；
步骤S4，相对位移生成部实时将步骤S3匹配出的一对待处理动挠度信号相减从而生成铰缝的相对位移信号，然后进入步骤S5；
步骤S5，阈值判断单元根据预设的预警阈值对步骤S3匹配出的待处理动挠度信号以及步骤S4中生成的相对位移信号进行判断，若待处理动挠度信号均小于动挠度阈值且相对位移信号在第一相对位移阈值区间内则进入步骤S6，若待处理动挠度信号均小于动挠度阈值且相对位移信号在第二相对位移阈值区间内则进入步骤S7，若任一个待处理动挠度信号大于动挠度阈值或相对位移信号在第三相对位移阈值区间内则进入步骤S8；
步骤S6，铰缝性能预警部205判断该铰缝的铰缝性能状况为完好，然后进入步骤S1；
步骤S7，铰缝性能预警部205判断该铰缝的铰缝性能状况为损坏，并通过预警信息输出单元发出预警信息通知相关人员进行处理，然后进入步骤S1；
步骤S8，铰缝性能预警部205判断该铰缝的铰缝性能状况为完全损坏，并通过预警信息输出单元发出更高级的预警信息通知相关人员进行处理，然后进入步骤S1。
实施例作用与效果
根据本发明提供的用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统，由于传感器底座与梁体之间采用平滑层叠加粘合层的连接，通过平滑层使得钢制的传感器底座的安装面变得平滑，因此可以容易地使得传感器底座通过粘合层粘合在装配式梁桥的梁体上，这种传感器的布设方式相比于常规的打孔通过螺栓连接的复杂操作更加简单快捷并且不损伤梁体，同时还避免因为钢制底座的粗糙影响粘合效果，最终，即保证了传感器的粘合设置更加牢固不容易掉落，也保证了振动的传递效果更好。另外，由于通过设置在传感器底座上的速度传感器采集速度信号并转换为动挠度信号发送给评估预警装置，并通过评估预警装置根据动挠度信号实时计算铰缝的相对位移信号，进一步根据预设的预警阈值对动挠度信号以及相对位移信号进行判断，因此实现了针对装配式梁桥的铰缝性能状态的实时、定量、精确和快速的监测、评估与预警。
另外，实施例中，传感器用平滑层除了直接设置在传感器用粘合层的下表面之外，还可以先环绕设置在传感器底座上然后再设置于传感器用粘合层的下表面(即，先将透明胶带整体缠绕传感器底座，然后再通过粘合层进行粘合)，通过该缠绕操作使得平滑层可以牢固地钢制的传感器底座上，同时还使得传感器底座与梁体之间的粘合面更加平滑，再通过粘合层与梁体粘合时就会更加紧密和牢固。
<变形例>
本变形例是实施例的电池安装机构的一种变形。在本变形例中，对于与实施例相同的结构，给予相同的编号，并省略相同的说明。
图8是本发明涉及的用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统在变形例中的电池安装机构示意图。
如图8所示，本变形例的电池安装机构6包括电池用粘合层32以及电池用平滑层33。
也就是说，本变形例中，电池安装机构6不包括电池底座34。在安装时，直接在电池表面设置电池用平滑层33，在电池用平滑层33上再设置电池用粘合层32，完成电池31与梁体4的固定安装。与实施例相比，由于不采用电池底座34和梁体4进行连接，因此，电池31可以直接通过电池用平滑层33和电池用粘合层32的叠加直接与梁体4进行连接，从而实现更加快速、简便安装的目的。
上述变形例中，与传感器用平滑层相同，电池用平滑层除了直接设置在电池用粘合层的下表面之外，也可以先环绕设置在电池底座或者电池上，然后再设置于电池用粘合层的下表面(即，先将透明胶带整体缠绕电池或者电池底座，然后再通过粘合层进行粘合)，通过该缠绕操作也使得平滑层可以牢固地钢制的电池底座上，同时还使得电池底座与梁体之间的粘合面更加平滑，再通过粘合层与梁体粘合时就会更加紧密和牢固。
上述实施例仅用于举例说明本发明的具体实施方式，而本发明不限于上述实施例的描述范围。
Claims (8)
1.一种用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统，用于实时对装配式梁桥的铰缝性能进行监测，其特征在于，包括：
至少一对速度传感器，分别设置在所述装配式梁桥的铰缝两侧，每个所述速度传感器具有各自的传感器编号；
用于将所述速度传感器安装在所述铰缝两侧的传感器安装机构；以及
评估预警装置，与所述速度传感器分别相通信连接，
其中，所述速度传感器具有速度信号采集部、动挠度信号转换部以及传感器通信部，
所述评估预警装置具有传感器信息存储部、相对位移生成部、铰缝性能预警部以及评估侧通信部，
所述传感器信息存储部存储有所述传感器编号以及每一对所述速度传感器的所述传感器编号的对应关系，
所述速度信号采集部实时采集所述装配式梁桥的速度信号，
所述动挠度信号转换部对所述速度信号进行长周期基线校正并实时地积分为相应的动挠度信号，
所述传感器通信部用于将所述动挠度信号以及自身的所述传感器编号实时传输给所述评估预警装置，
一旦所述评估侧通信部接收到所述动挠度信号以及所述传感器编号，所述动挠度信号匹配部就基于所述传感器编号以及所述传感器信息存储部中存储的所述对应关系匹配出同一对所述速度传感器的所述动挠度信号作为一对待处理动挠度信号，
所述相对位移生成部用于将一对所述待处理动挠度信号相减从而实时生成所述铰缝的相对位移信号，
所述铰缝性能预警部用于基于预设的预警阈值、所述待处理动挠度信号以及所述相对位移信号进行所述装配式梁桥的铰缝性能状况的监测以及预警，
所述传感器安装机构具有：
传感器用粘合层，设置在所述装配式梁桥梁体的下表面；
传感器用平滑层，至少设置在所述传感器用粘合层的下表面；
传感器底座，设置在所述传感器用平滑层下表面；以及
多个转动螺栓，用于将所述速度传感器固定在所述传感器底座上。
2.根据权利要求1所述的用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统，其特征在于，还包括：
用于向所述速度传感器供电的电池以及将所述电池安装在所述装配式梁桥的跨中截面两侧位置上的电池安装机构，
其中，所述电池安装机构包括：
电池用粘合层，设置在所述装配式梁桥的跨中截面两侧位置表面；
电池用平滑层，至少设置在所述电池用粘合层表面；
电池底座，设置在所述电池用平滑层表面；
多个转动螺栓，用于将所述电池固定在所述电池底座上。
3.根据权利要求1所述的用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统，其特征在于，还包括：
用于向所述速度传感器供电的电池以及将所述电池安装在所述装配式梁桥的跨中截面两侧位置上的电池安装机构，
其中，所述电池安装机构包括：
电池用粘合层，设置在所述装配式梁桥的跨中截面两侧位置表面；
电池用平滑层，至少设置在所述电池用粘合层的表面。
4.根据权利要求2或3所述的用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统，其特征在于：
其中，所述传感器安装机构的所述传感器用粘合层以及所述电池安装机构的所述电池用粘合层均为AB胶水层。
5.根据权利要求2或3所述的用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统，其特征在于：
其中，所述传感器安装机构的所述传感器平滑层以及所述电池安装机构的所述电池用平滑层均为透明胶带。
6.根据权利要求2或3所述的用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统，其特征在于：
其中，所述电池的传输线缆铺设在所述装配式梁桥梁体的下表面，所述电池通过所述电池的传输线缆与所述至少一个速度传感器进行电连接。
7.根据权利要求1所述的用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统，其特征在于：
其中，所述预警阈值包括单块梁的动挠度阈值以及所述铰缝的第一相对位移阈值区间、第二相对位移阈值区间和第三相对位移阈值区间，
所述铰缝性能预警部包括用于根据所述预警阈值对所述待处理动挠度信号以及所述相对位移信号进行判断的阈值判断单元，
一旦所述阈值判断单元判断所述待处理动挠度信号均小于所述动挠度阈值且所述相对位移信号在所述第一相对位移阈值区间内，所述铰缝性能预警部评估所述铰缝性能状况为完好，
一旦所述阈值判断单元判断所述待处理动挠度信号均小于所述动挠度阈值且所述相对位移信号在所述第二相对位移阈值区间内，所述铰缝性能预警部评估所述铰缝性能状况为损坏，
一旦所述阈值判断单元判断任一个所述待处理动挠度信号大于所述动挠度阈值或所述相对位移信号在所述第三相对位移阈值区间内，所述铰缝性能预警部评估所述铰缝性能状况为完全破坏。
8.根据权利要求7所述的用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测系统，其特征在于：
其中，所述动挠度阈值为L/600，
所述第一相对位移阈值区间为小于1.4×10-5L，
所述第二相对位移阈值区间为在1.4×10-5L与5.4×10-5L之间，
所述第三相对位移阈值区间为大于5.4×10-5L。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105223272A (zh) * | 2015-09-24 | 2016-01-06 | 华北水利水电大学 | 一种快速测空心板梁桥横向分布系数的方法及质量激振器 |
| US9857207B2 (en) * | 2013-04-15 | 2018-01-02 | Hoseung E&C Co., Ltd | Apparatus for measuring displacement of railroad |
| CN207147423U (zh) * | 2017-07-11 | 2018-03-27 | 上海浦江桥隧运营管理有限公司 | 一种铰缝检测系统 |
| CN111060270A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-24 | 上海城建城市运营(集团)有限公司 | 一种城市高架桥梁可移动式快速监测与智能评估方法 |
| CN211927219U (zh) * | 2020-06-08 | 2020-11-13 | 上海城建城市运营(集团)有限公司 | 用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测装置 |
-
2020
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9857207B2 (en) * | 2013-04-15 | 2018-01-02 | Hoseung E&C Co., Ltd | Apparatus for measuring displacement of railroad |
| CN105223272A (zh) * | 2015-09-24 | 2016-01-06 | 华北水利水电大学 | 一种快速测空心板梁桥横向分布系数的方法及质量激振器 |
| CN207147423U (zh) * | 2017-07-11 | 2018-03-27 | 上海浦江桥隧运营管理有限公司 | 一种铰缝检测系统 |
| CN111060270A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-24 | 上海城建城市运营(集团)有限公司 | 一种城市高架桥梁可移动式快速监测与智能评估方法 |
| CN211927219U (zh) * | 2020-06-08 | 2020-11-13 | 上海城建城市运营(集团)有限公司 | 用于装配式梁桥铰缝性能实时评估的监测装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 杨超斌: "基于相对位移法的板梁铰缝加固前后性能评估试验研究", 《第四届全国工程结构安全检测鉴定与加固修复研讨会论文集》 * |
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