CN113029312A - 基于球状支座的桥梁通过车辆的轴重检测方法 - Google Patents

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陈建华
金德�
陈琛
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Abstract

本申请公开了基于球状支座的桥梁通过车辆的轴重检测方法，所述轴重检测方法包括：获取支座的支撑荷载；基于上述支撑荷载，获取通过至少一个支座的车辆的轴重；基于上述轴重以及对应支座和横断面中心轴的距离，获取偏心位置，即，获取轴重中心与横断面中心轴的距离。本申请通过对桥梁的球状支座在通过车辆时球状支座产生变形的检测，实现对通行车辆的轴重的检测，上述检测不影响道路和桥梁的结构，造价低廉，施工时无需封锁交通，因而具有极大的推广价值。

Description

基于球状支座的桥梁通过车辆的轴重检测方法
技术领域
本申请属于车辆轴重检测技术领域，具体涉及基于球状支座的桥梁通过车辆的轴重检测方法。
背景技术
在现有技术中，通行车辆的轴重一般是通过埋设在道路下方的称重传感器检测车辆通过时产生的信号来实现的。这种方法需要开挖路面埋设称重传感器，这对道路结构产生破坏，并且造价昂贵。并且，其施工过程需要封锁交通，对交通的影响也不容忽视，因而难以推广应用。
发明内容
针对上述现有技术的缺点或不足，本申请要解决的技术问题是提供基于球状支座的桥梁通过车辆的轴重检测方法，其通过对桥梁的球状支座在通过车辆时球状支座产生变形的检测，实现对通行车辆的轴重的检测。
为解决上述技术问题，本申请通过以下技术方案来实现：
本申请提出了基于球状支座的桥梁通过车辆的轴重检测方法，所述轴重检测方法包括：
获取支座的支撑荷载；
基于上述支撑荷载，获取通过至少一个支座的车辆的轴重；
基于上述轴重以及对应支座和横断面中心轴的距离，获取偏心位置，即，获取轴重中心与横断面中心轴的距离。
进一步地，上述的的轴重检测方法，其中，在上述的获取支座的支撑荷载中，包括：基于设置在支座上的多个应变传感器，获取支座的支撑荷载。
进一步地，上述的的轴重检测方法，其中，所述应变传感器呈对称方式设置在所述支座上。
进一步地，上述的的轴重检测方法，其中，在上述的获取支座的支撑荷载中，还包括：
Figure BDA0002953974210000021
其中，εj为第j个应变传感器产生的应变值，ε为消除偏心影响的支座所产生的应变值。
进一步地，上述的的轴重检测方法，其中，在上述的获取支座的支撑荷载中，还包括：基于上述消除偏心影响的支座所产生的应变值，获取上述支撑荷载。
进一步地，上述的的轴重检测方法，其中，在上述的获取支座的支撑荷载中，还包括：
P＝k·ε，
其中，P为支座的支撑荷载；k为固定常数，可通过同类支座加载试验获得。
进一步地，上述的的轴重检测方法，其中，在上述的基于上述支撑荷载，获取通过至少一个支座的车辆的轴重中，包括：
Figure BDA0002953974210000022
其中，Q为轴重，Pi为i支座根据各自应变计算所得的支座荷载。
进一步地，上述的的轴重检测方法，其中，在上述的基于上述轴重以及对应支座和横断面中心轴的距离，获取偏心位置中，包括：
Figure BDA0002953974210000023
其中，e为轴重中心与横断面中心轴的距离，Li为i支座和横断面中心轴的距离。
进一步地，上述的的轴重检测方法，其中，所述支座包括：第一构件、第二构件以及球状构件，其中，上述球状构件设置在上述第一构件和上述第二构件之间，上述第一构件用于承受车辆荷载，上述球状构件用于将上述车辆荷载传递给上述第二构件。
进一步地，上述的的轴重检测方法，其中，上述第二构件的侧面设置有多个应变传感器。
与现有技术相比，本申请具有如下技术效果：
本申请通过对桥梁的球状支座在通过车辆时球状支座产生变形的检测，实现对通行车辆的轴重的检测，上述检测不影响道路和桥梁的结构，造价低廉，施工时无需封锁交通，因而具有极大的推广价值。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1：本申请一实施例基于球状支座的桥梁通过车辆的轴重检测方法的流程图；
图2：本申请一实施例中支座的剖视面；
图3：本申请一实施例中应变传感器的布设图；
图4：本申请一实施例中车辆通过桥梁支座的结构示意图；
图5：本申请一实施例中i支座的j个应变的时序图；
图6：本申请一实施例中具有多个支座的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
如图1所示，在本申请的其中一个实施例中，基于球状支座10的桥梁通过车辆的轴重检测方法，所述轴重检测方法包括：
步骤一，获取支座10的支撑荷载；
步骤二，基于上述支撑荷载，获取通过至少一个支座10的车辆的轴重；
步骤三，基于上述轴重以及对应支座10和横断面中心轴的距离，获取偏心位置，即，获取轴重中心与横断面中心轴的距离。
其中，在上述步骤一获取支座10的支撑荷载中，包括：基于设置在支座10上的多个应变传感器4，获取支座10的支撑荷载。即，本实施例通过配置多个应变传感器4，用于检测因车辆荷载所导致的支座10的侧面所产生的应力值。
可选地，所述应变传感器4呈对称方式设置在所述支座10上。
具体地，在本实施例中，如图2所示，所述支座10包括：第一构件1、第二构件3以及球状构件2，其中，上述球状构件2设置在上述第一构件1和上述第二构件3之间，上述第一构件1用于承受车辆荷载，上述球状构件2用于将上述车辆荷载传递给上述第二构件3。
可选地，所述第一构件1为盆状结构，所述第二构件3同样为盆状结构，其中，所述第一构件1的凹面与所述第二构件3的凹面相向设置，而所述球状构件2则设置在上述两个凹面所围成的空间内。
还需要说明地是，由于上述第一构件1用于承受车辆荷载，上述球状构件2用于将上述车辆荷载传递给上述第二构件3，上述第二构件3的侧面设置有多个应变传感器4，通过该应变传感器4的设置，可以将检测因车辆荷载所导致的支座10的侧面所产生的应力值，以用于对车辆荷载进行计算或检测等。
可选地，在上述步骤一中，还包括：
Figure BDA0002953974210000051
其中，εj为第j个应变传感器4产生的应变值，ε为消除偏心影响的支座10所产生的应变值。
由于，当支座10的上部(即，第一构件1)承受一个荷载P时，球状构件2会将此荷载完全传递给盆状下承构件(即，第二构件3)。盆状下承构件的侧面会产生一个拉应变ε。其中，拉应变ε的大小和荷载Pi成正比。
同时，又由于球状构件2将荷载传递给第二构件3时存在偏心。为此，本实施例可选地在第二构件3的侧面对称安置多个应变传感器4，用以消除偏心影响。
其中，在本实施例中，如图3所示，所述应变传感器4以设置有4个为例进行说明，上述数值的公开仅为举例说明，其并不对本申请的保护范围造成限定。
所以，在本实施例中，可基于上述消除偏心影响的支座10所产生的应变值，获取上述支撑荷载。
具体地，在上述的获取支座10的支撑荷载中，通过以下公式计算：
P＝k·ε，
其中，P为支座10的支撑荷载；k为固定常数，可通过同类支座10加载试验获得。
假设，已设置有4个应变传感器4，那么，
Figure BDA0002953974210000052
其中，涉及的ε1、ε2、ε3、ε4分别为四个应变力传感器所检测到的应变值，通过上述公式的计算，可消除偏心影响。
如图4至图6所示，当车辆每个轴进入端部支座10上方时，i支座10的j(j＝1,2,3,4)个应变传感器4均会产生一个对应的应变值，由此可以检测每个轴载的荷载大小。
在上述的步骤二基于上述支撑荷载，获取通过至少一个支座10的车辆的轴重中，包括：
Figure BDA0002953974210000061
其中，Q为轴重，Pi为i支座10根据各自应变计算所得的支座10荷载。
具体地，在上述的基于上述轴重以及对应支座10和横断面中心轴的距离，获取偏心位置中，包括：
Figure BDA0002953974210000062
其中，e为轴重中心与横断面中心轴的距离，Li为i支座10和横断面中心轴的距离。
下面以具有两个2支座10为例计算轴重Q及偏心位置e，进行举例说明。具体地，Q＝P1+P2，其中，P1和P2分别表示两个支座10所承受的车辆荷载。
那么，上述基于上述轴重Q计算其偏心位置，即，
Figure BDA0002953974210000063
本申请通过对桥梁的球状支座在通过车辆时球状支座产生变形的检测，实现对通行车辆的轴重的检测，上述检测不影响道路和桥梁的结构，造价低廉，施工时无需封锁交通，因而具有极大的推广价值。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限定，参照较佳实施例对本申请进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围，均应涵盖在本申请的权利要求范围内。

Claims (10)

1.基于球状支座的桥梁通过车辆的轴重检测方法，其特征在于，所述轴重检测方法包括：
获取支座的支撑荷载；
基于上述支撑荷载，获取通过至少一个支座的车辆的轴重；
基于上述轴重以及对应支座和横断面中心轴的距离，获取偏心位置，即，获取轴重中心与横断面中心轴的距离。
2.根据权利要求1所述的轴重检测方法，其特征在于，在上述的获取支座的支撑荷载中，包括：基于设置在支座上的多个应变传感器，获取支座的支撑荷载。
3.根据权利要求2所述的轴重检测方法，其特征在于，所述应变传感器呈对称方式设置在所述支座上。
4.根据权利要求1所述的轴重检测方法，其特征在于，在上述的获取支座的支撑荷载中，还包括：
Figure FDA0002953974200000011
其中，εj为第j个应变传感器产生的应变值，ε为消除偏心影响的支座所产生的应变值。
5.根据权利要求4所述的轴重检测方法，其特征在于，在上述的获取支座的支撑荷载中，还包括：基于上述消除偏心影响的支座所产生的应变值，获取上述支撑荷载。
6.根据权利要求5所述的轴重检测方法，其特征在于，在上述的获取支座的支撑荷载中，还包括：
P＝k·ε，
其中，P为支座的支撑荷载；k为固定常数，可通过同类支座加载试验获得。
7.根据权利要求1至6任一项所述的轴重检测方法，其特征在于，在上述的基于上述支撑荷载，获取通过至少一个支座的车辆的轴重中，包括：
Figure FDA0002953974200000021
其中，Q为轴重，Pi为i支座根据各自应变计算所得的支座荷载。
8.根据权利要求1至6任一项所述的轴重检测方法，其特征在于，在上述的基于上述轴重以及对应支座和横断面中心轴的距离，获取偏心位置中，包括：
Figure FDA0002953974200000022
其中，e为轴重中心与横断面中心轴的距离，Li为i支座和横断面中心轴的距离。
9.根据权利要求1至6任一项所述的轴重检测方法，其特征在于，所述支座包括：第一构件、第二构件以及球状构件，其中，上述球状构件设置在上述第一构件和上述第二构件之间，上述第一构件用于承受车辆荷载，上述球状构件用于将上述车辆荷载传递给上述第二构件。
10.根据权利要求9所述的轴重检测方法，其特征在于，上述第二构件的侧面设置有多个应变传感器。
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