桥梁交通荷载综合监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种桥梁交通荷载综合监测装置，该装置是在桥梁的车道上设置有主监测区和辅助监测区，在主监测区车道的路面中设置有感应线圈，在感应线圈的左、右侧分别设置有称重传感器，在感应线圈的上前方，设有摄像头；在辅助监测区车道的路面中，设有感应线圈，在感应线圈上前方，设有摄像头；上述的感应线圈、称重传感器和摄像头与监测处理器连接；感应线圈在车辆金属底盘经过时产生电磁感应而输出阶跃电压，监测处理器算出车辆的轴重、轴距、总重、车速及长度，按阶跃电压产生的时刻启动摄像头工作，采集车辆的牌照号码。本实用新型专利技术的优点是在桥梁多个截面上监测交通流，掌握交通流特性在桥梁不同区域上的变化；造价上具有很大优势；把桥梁结构动静力响应与交通荷载联系起来，使交通荷载监测的价值明显提高。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于桥梁结构健康监测领域，特别涉及一种桥梁交通荷载综合监测装置。
技术介绍
地震和船撞、风、温度、交通车辆是作用于桥梁结构的几种常见可变荷载。从目前 国际国内已建立的桥梁结构健康监测系统来看，它们是大多数监测系统中环境及荷载监测 部分的重要内容。地震和船撞属于极端荷载，在桥梁的服役年限中不会发生或很少发生，因而对于 桥梁在正常运营条件下的健康和安全状态缺乏指导意义。风荷载与温度荷载属于日常荷 载，且对桥梁结构的响应乃至性能有着广泛而深入的影响。然而，其自身的复杂性为风荷载 与温度荷载的监测带来了很多困难。首先，风荷载与温度荷载的作用施加于整座桥梁，在桥 址区域内风场与温度场有着复杂的空间分布。其次，桥梁结构无时不刻不在经历着风荷载 与温度荷载的作用，而在不同时刻风荷载与温度荷载的特性又有着显著的变化。即使在较 长时期内观测这两种荷载的统计特性，所得到的规律性仍是较弱的。因此，在目前的技术条 件下，通过在桥梁上布设有限的风速风向传感器和温度传感器，无法全面而准确地监测风 荷载与温度荷载的特性。与地震和船撞荷载相比，交通荷载属于桥梁结构的日常荷载，与桥梁的安全性、使 用性及寿命等重大问题密切相关。与风荷载和温度荷载相比，交通荷载具有如下特性1.交通荷载仅作用于桥面车道；2.对于桥梁的任一截面，交通荷载的作用不是连续不间断的，而仅在车辆通过的 瞬间发生；3.就单一车辆而言，在通过桥梁的过程中，其若干重要特性如轴距、轴重等保持不 变；4.对于特定的桥梁，交通荷载主要受区域经济发展状况、所处交通线位置、交通管 制等因素的影响，上述因素不会在短时内发生显著变化，因此交通荷载的统计特性亦能在 一定时期内保持稳定。以上交通荷载的特殊性质，使得通过合适的监测手段获取丰富的关于交通流的信 息成为可能。综上所述，交通荷载的监测对桥梁结构的状态评估、管理和养护具有重要意 义，且针对交通荷载的特性制定科学合理的监测方案，从而获取充足的信息以满足评估、管 理和养护的需求是可以实现的。目前交通荷载的监测方法主要有交通调查、BWIM(桥梁动态称重系统)、WIM(动 态称重系统)三种。交通调查通常先对车辆进行简单分类，然后人工或辅以简单设备数出 各种类型车辆的数目。显然该做法是非常粗略的，调查结果与实际交通荷载的偏差很大， 而且由于条件限制，交通调查时间一股均较短，不能反映长期车辆荷载效应。BWIM利用桥 梁自身作为测量标尺，根据车辆经过桥梁时桥梁的反应推算总重、轴重、轴距、车速等数据。尽管与WIM相比其造价十分低廉，然而由于精度、适用对象等原因，BWIM并没有得到广泛应 用。WIM (动态称重系统)通过在路面上布设特殊的传感系统，获取质量很高的信号进而识 别总重、轴重、轴距、车辆间距、车辆横向分布、车速等多种交通车辆特性。动态称重技术在 测量精度、长期可靠性、可获取信息的多样性等方面日趋成熟，是应用最广泛交通荷载监测 技术。如前所述，虽然就各方面性能而言WIM是交通荷载监测的最优选择，但是由于其 造价昂贵，很多中小跨度桥梁从节约成本上考虑，都不采用WIM做长期交通荷载监测。即使 一些桥梁应用了 WIM，亦不可能同时布设多部WIM，在全桥多个截面监测交通荷载，以求全 面把握整座桥梁上交通流的各种特性。单一WIM监测交通流的缺陷在于仅能透过某一截面 去观测交通流的信息，无法知悉整座桥梁上车速、荷载横向分布、车辆间距等特性的变化， 更重要的是，无法建立交通荷载与桥梁结构响应的联系，对桥梁的状态评估及管理养护制 度的确立提供的帮助是有限的。
技术实现思路
为了解决以上的技术问题，本技术提供一种桥梁交通荷载综合监测装置，该 项装置是在桥梁的车道上设置有主监测区和辅助监测区，在主监测区车道的路面中，设置 有感应线圈，在感应线圈的左、右侧分别设置有称重传感器，在感应线圈的上前方，设有摄 像头；在辅助监测区车道的路面中，设有感应线圈，在感应线圈上前方，设有摄像头；上述 主、辅监测区设置的感应线圈、称重传感器和摄像头，都与一监测处理器连接。所述主监测区设有一个，所述辅助监测区设有一个以上。主监测区设置在桥梁车 道的平整顺直处，应避开设有伸缩缝、减速带或转向的路段。辅助监测区的设置位置无特殊 要求，主要结合桥梁具体情况和用户需求而定。所述称重传感器的长度，与桥梁车道宽度相同，二个称重传感器之间的距离为 3 3. 5m。在各个车轮经过时，称重传感器受到车轮压力作用输出冲击响应信号。所述感应线圈在车辆金属底盘经过时产生电磁感应而输出阶跃感应电压，由监测 处理器按感应线圈输出的阶跃电压的起、止时间，算出车辆的轴重、轴距、总重、车速及长 度。在感应线圈阶跃电压产生的时刻启动摄像头工作，采集车辆的牌照号码。本技术的有益效果是，1.在桥梁多个截面上监测交通流，掌握交通流特性在桥梁不同区域上的变化；2.相对于单纯依赖WIM的监测方法，造价上具有很大优势；3.把桥梁结构动静力响应与交通荷载联系起来，使交通荷载监测的价值明显提高。附图说明附图1是本技术平面视图。附图2是本技术在双向四车道上设置的主监测区平面视图。附图3是本技术在双向四车道上设置的辅助监测区平面视图。图中标号说明1-感应线圈A ；2-称重传感器M ；3-称重传感器N ；5-感应线圈B;7-监测处理器；4-摄像头P ； 6-摄像头Q ； 8_支架横撑X ；9-支架横撑Y。具体实施方式以下结合附图，对本技术作进一步的描述。如图1所示，本技术提供一种桥梁交通荷载综合监测装置，该项装置是在桥 梁的车道上设置有主监测区A和辅助监测区B，辅助监测区B设置在行车方向的主监测区A 的前方，在主监测区A车道的路面中，设置有感应线圈1A，在感应线圈IA的左、右侧，分别设 置有称重传感器2M、3N，在感应线圈IA的上前方，设有摄像头4P ；在辅助监测区B车道的路 面中，设有感应线圈5B，在感应线圈5B上前方，设有摄像头6Q ；上述主、辅监测区A、B设置 的感应线圈1A、5B、称重传感器2M、3N和摄像头4P、6Q，都与一监测处理器7连接；所述主监测区设有一个，所述辅助监测区设有一个以上。主监测区设置在桥梁车 道的平整顺直处，应避开设有伸缩缝、减速带或转向的路段。辅助监测区的设置位置无特殊 要求，主要结合桥梁具体情况和用户需求而定。所述称重传感器的长度，与桥梁车道宽度相同，二个称重传感器之间的距离为 3 3. 5m。在各个车轮经过时，称重传感器受到车轮压力作用输出冲击响应信号。所述感应线圈在车辆金属底盘经过时产生电磁感应而输出阶跃感应电压，由监测 处理器按感应线圈输出的阶跃电压的起、止时间，算出车辆的轴重、轴距、总重、车速及长 度。在感应线圈阶跃电压产生的时刻启动摄像头工作，采集车辆的牌照号码。如图1所示，当车辆沿行车方向到达主监测区时，由于车辆金属底盘通过感应线 圈IA上方，感应线圈IA产生感应电压，监测处理器7采集到感应线圈IA输出的电压阶跃， 记此时刻为tstart。一旦采集到电压阶跃，监测处理器7立即激发摄像头4P拍摄车辆的牌照 并存储所拍摄的照片以待进一步处理。直到车辆金属底盘完全通过感应线圈IA的上方，感 应线圈IA输出的感应电压消失，记这一时刻为tmd。同时，车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种桥梁交通荷载综合监测装置，其特征在于：在桥梁的车道上设置有主监测区和辅助监测区，在主监测区车道的路面中，设置有感应线圈，在感应线圈的左、右侧分别设置有称重传感器，在感应线圈的上前方，设有摄像头；在辅助监测区车道的路面中，设有感应线圈，在感应线圈上前方，设有摄像头；上述主、辅监测区设置的感应线圈、称重传感器和摄像头，都与一监测处理器连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙守旺，周毅，闵志华，
申请(专利权)人：上海同睿工程咨询有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]