CN111931265B - 一种梁式桥主梁病害展开图自动生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种梁式桥主梁病害展开图自动生成方法，包括：建立构件表面坐标系标准，设定主梁构件默认的坐标系和原点位置；病害位置描述标准统一描述内容默认坐标系中控制点坐标计算；现场采集APP依据病害位置描述标准开发，面向MongoDB数据库、对象存储OSS通信数据；MongoDB数据库储存桥梁的基础信息等数据；对象存储OSS存储生成的展开图，并提供链接方便调阅；Web客户端访问及编辑MongoDB数据库，录入桥梁病害调查所需信息并指派检测任务，自动生成的病害展开图。本发明在构件表面坐标系标准和病害位置描述标准的基础上依托MongoDB数据库、对象存储OSS开发Web客户端、现场采集APP，实现了病害展开图自动生成，解决了数据二次录入、人工绘制工作量大、错误率高的问题。

Description

一种梁式桥主梁病害展开图自动生成方法

技术领域

本发明属于桥梁工程技术领域，特别涉及一种梁式桥主梁病害展开图自动生成方法。

背景技术

梁式桥病害展开图用于展示不同类型的病害在构件中的分布情况，以及病害的大概尺寸，普遍根据现场拍摄的病害图片在AutoCAD软件中手动绘制，为数据二次录入，且工作量大、繁琐，出错概率高。

桥梁病害信息化采集技术实现，实现了病害现场采集直接上传，数据库分析处理后自动生成检测报告，但常规现场采集程序所录入的信息仅能实现病害信息在报告中以表格或其他固定形式逐条罗列，不足以支撑病害展开图的自动生成。此外，一些应用程序支持在特定的桥梁结构展开图中手动以线、面形式插入病害及其特征信息而后展示于检测报告，但病害示意图的绘制依旧依靠人工，虽绘制速度较传统方式大幅提升，但仍依靠人工绘制无法实现自动化，且病害尺寸相对关系错误。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种梁式桥主梁病害展开图自动生成方法，实现结构尺寸信息、病害位置信息录入后展开图自动生成，人工零参与，显著提升病害展示的效率和正确率，减少了检测报告编制的工作量。

技术方案如下：

一种梁式桥主梁病害展开图自动生成方法，包括以下步骤：

建立构件表面坐标系标准：确定构件表面纵向X轴、横向Y轴和原点位置，主梁的X轴桩号从下到达，Y轴为下至上腹板或右至左底板，原点位置为目标面中底部最小桩号位置腹板或右侧最小桩号位置底板；

建立病害位置描述标准：确定病害所属的构件在桥梁中的位置和病害在构件上的位置，通过结构离散原则规定各类不同桥梁在构件划分时应遵循的原则，按照联、幅、跨、位置、部件、子部件、构件7个层级依次划分；构件编号规则与结构离散原则相对应，通过构件编号结合子部件名称来判断构件具体位置的功能；位置描述分为区域划分、横向位置、纵向位置，所述区域划分用于选择病害所在的面，所述横向位置即Y轴坐标值，所述纵向位置即X轴坐标值；

使用APP现场采集，根据桥梁名称、构件编号、病害类型、病害位置信息，并上传至MongoDB数据库；所述桥梁名称按照Web客户端中项目管理获取分配至现场采集APP用户的桥梁列表；所述构件编号用于确定构件在桥梁中所处的位置，根据Web客户端开发的默认编号规则编号后储存到数据库；默认编号规则针对常用子部件所处的联、幅、跨是否参与编号进行定义；所述病害类型根据Web客户端子部件管理中针对不同类型的部件、子部件中录入的病害获取；所述病害位置信息根据Web客户端配置的构件纵、横向位置属性确定目标构件病害是否需要录入X轴、Y轴坐标；

现场采集APP中包括图片形式的区域选择及所选区域对应的文字描述，数字键盘形式的两个纵坐标x₁、x₂输入，数字键盘形式的两个横坐标y₁、y₂输入，文本框形式的位置补充描述填写以及常用词，其中x₁、x₂、y₁、y₂为病害展开图自动生成的必要参数；以上参数支持自动生成长度块形病害＝x₁-x₂，

宽度块形病害＝y₁-y₂；针对裂缝类病害或线形病害支持插入中间点功能，选择中间点个数，形成的参数依次为y₃、y₄……，x₃、x₄……，

其中n为中间点个数；

建立MongoDB数据库，用于储存桥梁的基础信息、结构模型、构件编号、病害描述、项目信息，通过Web客户端和现场采集APP与用户进行交互；

建立对象存储OSS，用于存储生成的病害展开图、病害的图片和视频，并提供链接方便终端调阅，减轻数据库负担，提高系统运行速度；

Web客户端，用于录入桥梁的基础信息、项目信息，配置结构模型，生成并展示病害展开图，上传至对象存储OSS；所述结构模型包括桥梁的幅、联、跨、子部件、构件配置及构件编号，以及病害展开图自动生成的必要参数：各跨跨径l_i、翼缘宽度b_f、腹板高度h、底板宽度b，其中i为跨数。

优选的，现场病害采集时录入病害位置控制点坐标(x₁,y₁)、(x₂,y₂)。

优选的，现场采集在线形病害位置控制点坐标录入时支持插入中间点形成折线形病害。

优选的，现场采集录入线形病害位置时支持跨面在图片形式的面域选择中点选连续的面，仅输入纵向位置，横向位置起始点由图片形式的区域选择图中固定的划分比例确定；

所述病害区域点选：在病害描述界面中设置板梁、T梁、小箱梁、整体箱梁四类横断面分割图，板梁划分为翼板、腹板、底板，T梁划分为左侧翼板、腹板左侧上部、腹板左侧中部、腹板左侧下部、马蹄左侧、马蹄底部、马蹄右侧、腹板右侧下部、腹板右侧中部、腹板右侧上部、右侧翼板11个区域，小箱梁划分为左侧翼板、左侧腹板上部、左侧腹板中部、左侧腹板下部、底板左侧、底板中部、底板右侧、右侧腹板下部、右侧腹板中部、右侧腹板上部、右侧翼板11个区域，整体箱梁在小箱梁11个区域基础上增加箱内共12个区域，面内支持单选、双选、三选对应不同描述。

优选的，Web客户端使用Canvas插件的绘图功能，绘制结构的展开图后将病害形状根据坐标系和控制点坐标绘制于展开图中；其中块形病害在展开图中为以坐标点(x₁,y₁)、(x₂,y₂)为对角线的矩形，通过填充图案区分不同病害类型；线形病害在展开图中为以坐标点(x₁,y₁)、(x₂,y₂)连成的直线，当存在中间点时，为以坐标点(x₁,y₁)、(x₃,y₃)、……、(x_n+2,y_n+2)、(x₂,y₂)为控制点的折线。

本发明提供的梁式桥病害展开图自动化生成方法具有以下优点：

(1)Web客户端录入的桥梁结构模型信息及现场采集APP录入的病害位置信息完整，构成了梁式桥病害展开图自动生成的数据基础；

(2)对于线形病害的位置和形状，支持跨面和插入中间点，能更全面地展示对结构安全有重要影响的裂缝类病害的走向和尺寸；

(3)Web客户端使用Canvas插件依据录入的必要信息进行展开图绘制，并可直接插入自动生成的检测报告，实现了人工零介入，显著提高了病害展开图的绘制效率、正确率和完整率。

附图说明

图1为本发明提供的梁式桥主梁病害展开图自动生成方法的整体结构及数据传输路径图。

图2为本发明提供的梁式桥主梁病害展开图自动生成方法的总体步骤及子流程图。

图3为本发明提供的梁式桥主梁病害展开图自动生成方法的板梁结构尺寸信息及病害位置示意图。

图4为本发明提供的梁式桥主梁病害展开图自动生成方法的T梁结构尺寸信息及病害位置示意图。

图5为本发明提供的梁式桥主梁病害展开图自动生成方法的小箱梁及整体箱梁结构尺寸信息及病害位置示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明提供的一种梁式桥主梁病害展开图自动生成方法进行详细描述。以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。

本发明公开了一种梁式桥主梁病害展开图自动生成方法，包括：建立构件表面坐标系标准、病害位置描述标准、现场采集APP、MongoDB数据库、对象存储OSS、Web客户端多个步骤。构件表面坐标系标准，设定主梁构件默认的坐标系X、Y轴方向和原点位置；病害位置描述标准，统一描述内容，方便默认坐标系中控制点坐标计算；现场采集APP，依据病害位置描述标准开发，面向MongoDB数据库、对象存储OSS上传、下载数据；MongoDB数据库储存桥梁的基础信息、结构模型、构件编号、病害位置描述等数据；对象存储OSS，存储生成的展开图，并提供链接，方便调阅；Web客户端，访问及编辑MongoDB数据库、对象存储OSS数据，录入桥梁病害调查所需信息并指派检测任务，浏览自动生成的病害展开图。本发明在构件表面坐标系标准和病害位置描述标准的基础上依托MongoDB数据库、对象存储OSS开发Web客户端、现场采集APP，实现了病害展开图自动生成，解决了数据二次录入、人工绘制工作量大、错误率高的问题。

实施例1

本发明提供的梁式桥主梁病害展开图自动生成方法包含内业操作6步(S1～S5、S9，正常使用时第1步可省)，外业操作3步：

S1：依据《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21-2011)通过Web客户端中创建梁式桥评定模型，包括桥型名称、部件、子部件以及子部件可能发生的病害类型，并配置各子部件进行病害位置信息采集时是否需要录入横、纵向位置信息；

S2：Web客户端创建桥梁，录入桥名及其他必要的基础信息；

S3：Web客户端创建检测项目，使不同项目检测人员使用现场采集APP可获取对应的桥梁，依次执行以下步骤：①养护单位一般管理员创建项目，包括项目名称、委托单位、承担单位、计划起止时间、项目桥梁列表，项目桥梁添加时跳转至基本信息管理界面，以路线、路段、桥梁长度分类、上部结构形式、技术状况等级、桥梁位置、最大跨径超过X米进行筛选后全选添加；②承担单位任务分配给相应的项目负责人、现场负责人和检测人员；③项目负责人通过设备管理界面选择用于该项目的检测设备，检测设备信息包括型号、编号、精度、产地、厂商、状态；

S4：Web客户端创建结构模型，项目负责人或技术负责人依次执行以下步骤：①选择创建联的上部结构形式(与技术状况评定模型对应)；②输入所需参数；③自动生成结构模型并编号；④根据具体情况，可进行局部新增、删除、复制调整；

S5：Web客户端录入结构尺寸信息，项目负责人或技术负责人在结构模型配置中输入目标桥梁各跨跨径l_i(i为跨数，包括标准跨跨径和非标准跨跨径)、

翼缘宽度b_f、腹板高度h、底板宽度b，如图3～5所示；

S6：现场采集APP数据同步，项目检测人员点击数据同步，跳出客户端后再打开可自动下载项目信息，包括项目桥梁列表、结构模型、子部件列表、病害列表等；

S7：病害位置特征信息采集，依次执行以下步骤：

(1)选择目标桥梁及联号，点击目标桥梁下方名为目标联编号的按钮；

(2)选择目标构件，在出现的构件列表中点击子部件下方名为目标构件编号的按钮；

(3)点击新增病害，在出现的新增病害列表中点击名为“新增”的按钮；

(4)选择病害类型，在弹出的病害类型列表中点击名为目标病害类型名称的按钮；

(5)选择所在面域，本部仅适用于上部承重构件中的板梁、T梁、小箱梁、整体箱梁，按类型划分将横断面示意图划分为不同的区域，支持点选、面内连续双选及三选、跨面连续双选及多选，不同的选择结果对应不同的文字描述，不支持跳跃式选择；

(6)数字键盘中依次录入横坐标y₁、y₂和纵坐标x₁、x₂，支持1位小数，精度位0.1m，APP识别用户录入小数点后1位数字后自动跳转至下一个数据输入框；

(7)针对裂缝类线形病害，可选择插入中间点，再次录入其他横、纵向坐标，可形成折线形病害；

(8)生成或录入长、宽、最大缝宽、数量等病害特征信息及标度，根据录入的横、纵坐标生成长度(块形病害＝x₁-x₂，

)、宽度(块形病害＝y₁-y₂)，或手动录入；

(9)图片或视频采集，打开手机拍照和路线功能，支持录入3张/段照片或视频；

(10)确认生成病害，检查录入的所有信息后点击保存，该条病害出现在新增病害列表；

S8：离线数据上传，可在新增病害列表中逐条点击上传按钮，亦可在待上传病害界面统一上传；

S9：Web客户端选择目标桥梁后点击Canvas自动绘图，待系统执行完成后点击生成检测报告，病害展开图自动生成于Word检测报告中，并可在Web客户端查询。

上面结合实施例对本发明的实例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种变化，也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种梁式桥主梁病害展开图自动生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立构件表面坐标系标准：确定构件表面纵向X轴、横向Y轴和原点位置，主梁的X轴桩号从下到达，Y轴为下至上腹板或右至左底板，原点位置为目标面中底部最小桩号位置腹板或右侧最小桩号位置底板；

建立病害位置描述标准：确定病害所属的构件在桥梁中的位置和病害在构件上的位置，通过结构离散原则规定各类不同桥梁在构件划分时应遵循的原则，按照联、幅、跨、位置、部件、子部件、构件7个层级依次划分；构件编号规则与结构离散原则相对应，通过构件编号结合子部件名称来判断构件具体位置的功能；位置描述分为区域划分、横向位置、纵向位置，所述区域划分用于选择病害所在的面，所述横向位置即Y轴坐标值，所述纵向位置即X轴坐标值；

使用APP现场采集，根据桥梁名称、构件编号、病害类型、病害位置信息，并上传至MongoDB数据库；所述桥梁名称按照Web客户端中项目管理获取分配至现场采集APP用户的桥梁列表；所述构件编号用于确定构件在桥梁中所处的位置，根据Web客户端开发的默认编号规则编号后储存到数据库；默认编号规则针对常用子部件所处的联、幅、跨是否参与编号进行定义；所述病害类型根据Web客户端子部件管理中针对不同类型的部件、子部件中录入的病害获取；所述病害位置信息根据Web客户端配置的构件纵、横向位置属性确定目标构件病害是否需要录入X轴、Y轴坐标；

现场采集APP中包括图片形式的区域选择及所选区域对应的文字描述，数字键盘形式的两个纵坐标x₁、x₂输入，数字键盘形式的两个横坐标y₁、y₂输入，文本框形式的位置补充描述填写以及常用词，其中x₁、x₂、y₁、y₂为病害展开图自动生成的必要参数；以上参数支持自动生成长度块形病害＝x₁-x₂，

宽度块形病害＝y₁-y₂；针对裂缝类病害或线形病害支持插入中间点功能，选择中间点个数，形成的参数依次为y₃、y₄……，x₃、x₄……，

其中n为中间点个数；

建立MongoDB数据库，用于储存桥梁的基础信息、结构模型、构件编号、病害描述、项目信息，通过Web客户端和现场采集APP与用户进行交互；

建立对象存储OSS，用于存储生成的病害展开图、病害的图片和视频，并提供链接方便终端调阅，减轻数据库负担，提高系统运行速度；

Web客户端，用于录入桥梁的基础信息、项目信息，配置结构模型，生成并展示病害展开图，上传至对象存储OSS；所述结构模型包括桥梁的幅、联、跨、子部件、构件配置及构件编号，以及病害展开图自动生成的必要参数：各跨跨径l_i、翼缘宽度b_f、腹板高度h、底板宽度b，其中i为跨数。

2.根据权利要求1所述的梁式桥主梁病害展开图自动生成方法，其特征在于，现场病害采集时录入病害位置控制点坐标(x₁,y₁)、(x₂,y₂)。

3.根据权利要求1所述的梁式桥主梁病害展开图自动生成方法，其特征在于，现场采集在线形病害位置控制点坐标录入时支持插入中间点形成折线形病害。

4.根据权利要求1所述的梁式桥主梁病害展开图自动生成方法，其特征在于，现场采集录入线形病害位置时支持跨面在图片形式的面域选择中点选连续的面，仅输入纵向位置，横向位置起始点由图片形式的区域选择图中固定的划分比例确定；

所述病害区域点选：在病害描述界面中设置板梁、T梁、小箱梁、整体箱梁四类横断面分割图，板梁划分为翼板、腹板、底板，T梁划分为左侧翼板、腹板左侧上部、腹板左侧中部、腹板左侧下部、马蹄左侧、马蹄底部、马蹄右侧、腹板右侧下部、腹板右侧中部、腹板右侧上部、右侧翼板11个区域，小箱梁划分为左侧翼板、左侧腹板上部、左侧腹板中部、左侧腹板下部、底板左侧、底板中部、底板右侧、右侧腹板下部、右侧腹板中部、右侧腹板上部、右侧翼板11个区域，整体箱梁在小箱梁11个区域基础上增加箱内共12个区域，面内支持单选、双选、三选对应不同描述。

5.根据权利要求1所述的梁式桥主梁病害展开图自动生成方法，其特征在于，Web客户端使用Canvas插件的绘图功能，绘制结构的展开图后将病害形状根据坐标系和控制点坐标绘制于展开图中；其中块形病害在展开图中为以坐标点(x₁,y₁)、(x₂,y₂)为对角线的矩形，通过填充图案区分不同病害类型；线形病害在展开图中为以坐标点(x₁,y₁)、(x₂,y₂)连成的直线，当存在中间点时，为以坐标点(x₁,y₁)、(x₃,y₃)、……、(x_n+2,y_n+2)、(x₂,y₂)为控制点的折线。

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