CN114703768B - 一种既有独柱墩桥梁抗倾覆及安全预警装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种既有独柱墩桥梁抗倾覆及安全预警装置，属于桥梁异常状态预警技术领域，包括桥墩，桥墩的四周对称设有四个竖向拉杆，桥墩的顶端横向对称设有两个抗倾覆机构，竖向拉杆的一端与地基连接，竖向拉杆的另一端与抗倾覆机构连接，桥墩的顶端位于两个抗倾覆机构之间设有支座，支座与抗倾覆机构的顶端连接有箱梁，箱梁的顶端设有一个支架，支架上设有一个高清摄像头与LED灯，高清摄像头以及LED灯均与抗倾覆机构电性连接；本发明结构简单，耐久性好，便于安装维护，通过控制中心的驱动器可调整千斤顶的位置和顶力，为箱梁提供附加抗倾覆力矩，保证独柱墩桥梁的运营安全，减少安全事故的发生。

Description

一种既有独柱墩桥梁抗倾覆及安全预警装置

技术领域

本发明属于桥梁异常状态预警技术领域，具体涉及一种既有独柱墩桥梁抗倾覆及安全预警装置。

背景技术

车辆未上桥之前，桥梁仅承受其自重(恒载)，当车辆靠一侧驶入时，不仅给桥梁施加竖向力(包括冲击力)，还会施加横向倾覆力矩，这是造成桥梁倾覆的主要因素。此外，车辆行驶在不同位置时，桥梁支座反力和各部分的内力也存在差异。因此，设计时应保证桥梁应力、变形等在各类荷载组合下都不应超标，并且存在一定的冗余度。虽然现役桥梁设计时符合规范要求，但新标准针对独柱墩桥梁的安全系数、支座反力、使用条件、构造措施等提出了更高要求。对于新标准之前建成的独柱墩桥梁，现有应对之策是加固，然而考虑经济效益，不能盲目加大整个桥的设计荷载和安全系数，不能是给“超载车让路”。

随着桥梁服役时间增长，桥梁服役性能逐渐退化，柱墩桥服役期间的安全性会会降低，桥梁可能会发生倾覆，从而造成事故隐患，为此提供一种既有独柱墩桥梁抗倾覆及安全预警装置很有必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种既有独柱墩桥梁抗倾覆及安全预警装置，用以解决上述背景技术中所面临的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种既有独柱墩桥梁抗倾覆及安全预警装置，包括桥墩，所述桥墩的四周对称设有四个竖向拉杆，所述桥墩的顶端横向对称设有两个抗倾覆机构，所述竖向拉杆的一端与地基连接，所述竖向拉杆的另一端与抗倾覆机构连接，所述桥墩的顶端位于两个抗倾覆机构之间设有支座，所述支座与抗倾覆机构的顶端连接有箱梁，所述箱梁的顶端设有一个支架，所述支架上设有一个高清摄像头与LED灯，所述高清摄像头以及LED灯均与抗倾覆机构电性连接。

进一步的，所述抗倾覆机构包括箱体，所述箱体的顶端中间位置设有控制中心，所述箱体上对称设有两个导轨，两个所述导轨的两端对称设有千斤顶，所述千斤顶之间通过横向连接杆连接，所述横向连接杆之间连接有螺旋动力杆，所述螺旋动力杆与控制中心连接。

进一步的，所述控制中心包括处理器与驱动器，所述处理器用于处理高清摄像头采集的行使车辆图像，所述驱动器用于驱动螺旋动力杆、千斤顶，所述控制中心的处理器与高清摄像头、LED灯电性连接。

进一步的，所述控制中心内还设有两个完成训练的神经网络，所述神经网络分别用于估计行驶车辆的车重以及预测车辆在桥梁上的横向位置。

进一步的，所述导轨上涂附有石墨烯材料。

本发明的有益效果：

本发明结构简单，耐久性好，便于安装维护，借用完成训练的神经网络，可实时识别行驶车辆的车辆荷载，并计算行驶车辆引发桥梁倾覆的概率，进而通过LED灯提示过往司机选择合适的车道行使；同时控制中心的驱动器可调整千斤顶的位置和顶力，为箱梁提供附加抗倾覆力矩，保证独柱墩桥梁的运营安全，减少安全事故的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明安装后沿桥梁走向正视图；

图2为本发明安装后沿桥梁横向侧视图；

图3为抗倾覆机构的正视图；

图4为抗倾覆机构的俯视图；

图5为抗倾覆机构的侧视图。

图中标号说明：

1、桥墩；2、竖向拉杆；3、抗倾覆机构；4、控制中心；5、千斤顶；6、支座；7、箱梁；8、支架；9、高清摄像头；10、LED灯；11、箱体；12、螺旋动力杆；13、导轨；14、横向连接杆。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种既有独柱墩桥梁抗倾覆及安全预警装置，如图1-图5所示，包括桥墩1，桥墩1的四周对称设有四个竖向拉杆2，桥墩1的顶端横向对称设有两个抗倾覆机构3，竖向拉杆2的一端与地基连接，竖向拉杆2的另一端与抗倾覆机构3连接，桥墩1的顶端位于两个抗倾覆机构3之间设有支座6，支座6与抗倾覆机构3的顶端连接有箱梁7，箱梁7的顶端设有一个支架8，支架8上设有一个高清摄像头9与LED灯10，高清摄像头9以及LED灯10均与抗倾覆机构3电性连接，高清摄像头9朝向车辆驶来的方向，LED灯10可设置为三色灯(红、黄、绿)，用以显示箱梁7发生倾覆的概率，其中，红色表示高风险，黄色表示中风险，绿色表示低风险，竖向拉杆2可为抗倾覆机构3提供竖向拉力，增加稳定性；抗倾覆机构3包括箱体11，箱体11的顶端中间位置设有控制中心4，箱体11上对称设有两个导轨13，两个导轨13的两端对称设有千斤顶5，千斤顶5之间通过横向连接杆14连接，横向连接杆14之间连接有螺旋动力杆12，螺旋动力杆12与控制中心4连接，控制中心4内还设有两个完成训练的神经网络，该神经网络分别用于估计行驶车辆的车重以及预测车辆在桥梁上的横向位置，控制中心4内有处理器与驱动器，处理器用于处理高清摄像头9采集的行使车辆图像，驱动器用于驱动螺旋动力杆12、千斤顶5，处理器与高清摄像头9、LED灯10电性连接，控制中心4可调节螺旋动力杆12从而改变千斤顶5的位置或者改变千斤顶5的顶力，为箱梁7提供附加抗倾覆力矩，控制中心4用于处理高清摄像头9采集的图像信息，识别车辆信息，实时识别车辆行驶轨迹，在此基础上，基于训练完成的神经网络，可预测车辆在桥梁上的横向位置，以及行使车辆的车重，避免埋设动态称重传感器损伤桥梁，导轨13上涂附有石墨烯材料或其他润滑剂，可有效减小装置工作过程中的摩擦阻力，减小装置磨损，有效延长使用寿命。

当车辆经过桥梁时，高清摄像头9采集车辆图片，识别车辆运行的轨迹，传给控制中心4，通过训练完成的神经网络预测车辆在桥梁上的横向位置以及预估车辆的车重，在此基础上，控制中心4可快速计算出独柱墩桥梁发生倾覆的概率，将倾覆概率通过LED灯10显示，LED灯10通过颜色显示该车辆在不同位置行驶时桥梁发生倾覆的概率，提醒驾驶员选择合适的车道。同时，控制中心4通过螺旋动力杆12调整竖向千斤顶5的位置以及竖向千斤顶5的顶力，为箱梁7提供附加抗倾覆弯矩，进一步保证独柱墩桥梁的运营安全，减少事故的发生。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (2)

1.一种既有独柱墩桥梁抗倾覆及安全预警装置，包括桥墩(1)，其特征在于，所述桥墩(1)的四周对称设有四个竖向拉杆(2)，所述桥墩(1)的顶端横向对称设有两个抗倾覆机构(3)，所述竖向拉杆(2)的一端与地基连接，所述竖向拉杆(2)的另一端与抗倾覆机构(3)连接，所述桥墩(1)的顶端位于两个抗倾覆机构(3)之间设有支座(6)，所述支座(6)与抗倾覆机构(3)的顶端连接有箱梁(7)，所述箱梁(7)的顶端设有一个支架(8)，所述支架(8)上设有一个高清摄像头(9)与LED灯(10)，所述高清摄像头(9)以及LED灯(10)均与抗倾覆机构(3)电性连接；

所述抗倾覆机构(3)包括箱体(11)，所述箱体(11)的顶端中间位置设有控制中心(4)，所述箱体(11)上对称设有两个导轨(13)，两个所述导轨(13)的两端对称设有千斤顶(5)，所述千斤顶(5)之间通过横向连接杆(14)连接，所述横向连接杆(14)之间连接有螺旋动力杆(12)，所述螺旋动力杆(12)与控制中心(4)连接；

所述控制中心(4)包括处理器与驱动器，所述处理器用于处理高清摄像头(9)采集的行使车辆图像，所述驱动器用于驱动螺旋动力杆(12)、千斤顶(5)，且处理器与高清摄像头(9)、LED灯(10)均电性连接；

所述控制中心(4)内还设有两个完成训练的神经网络，所述神经网络分别用于估计行驶车辆的车重以及预测车辆在桥梁上的横向位置。

2.根据权利要求1所述的一种既有独柱墩桥梁抗倾覆及安全预警装置，其特征在于，所述导轨(13)上涂附有石墨烯材料。