[发明专利]基于机器视觉测量的空心板梁桥铰缝损伤识别方法及系统

权利要求书

1.基于机器视觉测量的空心板梁桥铰缝损伤识别方法，其特征在于，包括步骤：

S1.建立待测空心板梁桥的三维实体模型；

S2.测量随机车流下空心板梁桥铰缝两侧板的垂直位移数据；

S3.对测量得到的垂直位移数据进行处理，并提取与空心板梁桥铰缝损伤相对应的相对位移比；

S4.计算相对位移比对应的空心板梁桥铰缝刚度折减系数，并根据计算得到的铰缝刚度折减系数对空心板梁桥铰缝损伤程度进行定量评价；

所述步骤S1具体为：

S11.收集待测桥梁图纸资料及勘察现场，并初步确定有损伤的铰缝，根据确定的有损伤的铰缝建立空心板梁三维实体模型；

S12.通过折减铰缝粘结刚度模拟建立的三维实体模型中不同程度的铰缝损伤，并定义铰缝刚度折减系数为损伤后铰缝刚度/无损铰缝刚度，在损伤铰缝相邻一侧空心板处加载集中力；

S13.定义铰缝相对位移比为结构指纹，并绘制相对位移比与铰缝刚度折减系数的关系曲线；

所述步骤S13中铰缝相对位移比，表示为：

其中，F1、F2表示受损铰缝两侧板的垂直位移数据；

所述步骤S2具体为：

S21.将靶标固定于待测空心板梁下方；

S22.将机器视觉测量设备设置于待测空心板梁桥下方，并对机器视觉测量设备进行本地调试与设置；

S23.接收机器视觉测量设备对靶标监测的数据，当固定于待测空心板梁桥下方的靶标发生位移时，得到待测空心板梁的垂直位移数据F1、F2；

所述步骤S3具体为：

S31.对步骤S23中得到的待测空心板梁的垂直位移数据F1、F2进行预处理，并记录在随机车流作用下某一靶标对各车辆事件数据的位移响应；

S32.定义所有车辆事件的平均位移数据|F1+F2|/2为横坐标，铰缝位移差|F1-F2|为纵坐标，根据定义的横坐标和纵坐标绘制散点图，得到拟合曲线的斜率即为相对位移比。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉测量的空心板梁桥铰缝损伤识别方法，其特征在于，所述步骤S32之前还包括：根据实际情况设置铰缝位移差阈值，剔除小于铰缝位移差阈值的车辆事件数据。

3.根据权利要求2所述的基于机器视觉测量的空心板梁桥铰缝损伤识别方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：

S41.根据绘制的相对位移比与铰缝刚度折减系数的关系曲线，计算步骤S32中得到的相对位移比对应的铰缝刚度折减系数；

S42.根据计算得到的铰缝刚度折减系数判定铰缝损伤程度及所需采取的维修措施。

4.基于机器视觉测量的空心板梁桥铰缝损伤识别系统，其特征在于，包括：

建立模块，用于建立待测空心板梁桥的三维实体模型；

测量模块，用于测量随机车流下空心板梁桥铰缝两侧板的垂直位移数据；

处理模块，用于对测量得到的垂直位移数据进行处理，并提取与空心板梁桥铰缝损伤相对应的相对位移比；

评价模块，用于计算相对位移比对应的空心板梁桥铰缝刚度折减系数，并根据计算得到的铰缝刚度折减系数对空心板梁桥铰缝损伤程度进行定量评价；

所述建立模块具体包括：

收集模块，用于收集待测桥梁图纸资料及勘察现场，并初步确定有损伤的铰缝，根据确定的有损伤的铰缝建立空心板梁三维实体模型；

模拟模块，用于通过折减铰缝粘结刚度模拟建立的三维实体模型中不同程度的铰缝损伤，并定义铰缝刚度折减系数为损伤后铰缝刚度/无损铰缝刚度，在损伤铰缝相邻一侧空心板处加载集中力；

绘制模块，用于定义铰缝相对位移比为结构指纹，并绘制相对位移比与铰缝刚度折减系数的关系曲线；

铰缝相对位移比，表示为：

其中，F1、F2表示受损铰缝两侧板的垂直位移数据；

所述测量模块具体包括：

第一设置模块，用于将靶标固定于待测空心板梁下方；

第二设置模块，用于将机器视觉测量设备设置于待测空心板梁桥下方，并对机器视觉测量设备进行本地调试与设置；

接收模块，用于接收机器视觉测量设备对靶标监测的数据，当固定于待测空心板梁桥下方的靶标发生位移时，得到待测空心板梁的垂直位移数据F1、F2；

所述处理模块具体包括：

对接收模块中得到的待测空心板梁的垂直位移数据F1、F2进行预处理，并记录在随机车流作用下某一靶标对各车辆事件数据的位移响应；

定义所有车辆事件的平均位移数据|F1+F2|/2为横坐标，铰缝位移差|F1-F2|为纵坐标，根据定义的横坐标和纵坐标绘制散点图，得到拟合曲线的斜率即为相对位移比。