[发明专利]一种北斗模式斜拉桥索力损伤识别方法及相关设备

说明书

本申请公开一种北斗模式斜拉桥索力损伤识别方法及相关设备，方法包括：利用磁场传感器，测量斜拉桥拉索的磁感应强度梯度数据；判断斜拉桥拉索是否存在索力损伤，确定索力损伤位置；利用北斗卫星，获取斜拉桥的动态三维坐标数据；得到斜拉桥的三维形变数据；在三维形变数据中分离出环境效应成分和车辆载荷成分；去除三维形变数据中的环境效应成分和车辆载荷成分，得到斜拉桥本体成分；分别判断斜拉桥本体成分、环境效应成分和车辆载荷成分中是否存在异常值或者异常趋势；判断异常值或者异常趋势与索力损伤位置是否相关；预测斜拉桥的安全使用期限。能够改善现有方法难以识别弱于接近断裂的索力损伤的问题。

技术领域

本申请涉及桥梁勘测技术领域，尤其涉及一种北斗模式斜拉桥索力损伤识别方法及相关设备。

背景技术

拉索是斜拉桥的关键受力构件，如果部分拉索的索力发生损伤会影响承载能力，将对整个斜拉桥产生重大影响，甚至可能导致整座桥梁垮塌，因此，对斜拉桥的索力进行损伤识别具有重要意义。

然而，现有的斜拉桥索力损伤识别方法对接近断裂的大尺度裂纹有效，金属疲劳裂纹的萌生及扩展导致的声波特性变化比较微弱，加上噪声信号的干扰，声发射技术很难准确得到有效信号，这对索力损伤的识别极为有限，使得，现有的斜拉桥索力损伤识别方法难以识别弱于接近断裂的索力损伤。

发明内容

本申请实施例提供了一种北斗模式斜拉桥索力损伤识别方法及相关设备，能够改善现有的斜拉桥索力损伤识别方法难以识别弱于接近断裂的索力损伤的问题。

一种北斗模式斜拉桥索力损伤识别方法，包括：

利用在斜拉桥拉索上匀速移动的磁场传感器，测量在所述斜拉桥拉索的延伸方向上的磁感应强度梯度数据；

根据所述磁感应强度梯度数据判断所述斜拉桥拉索是否存在索力损伤，如果存在所述索力损伤，确定索力损伤位置；

利用北斗卫星，基于斜拉桥建立三维坐标系，并获取所述斜拉桥的动态三维坐标数据；

根据所述动态三维坐标数据，得到所述斜拉桥的三维形变数据；

在所述三维形变数据中分离出环境效应成分和车辆载荷成分；

去除所述三维形变数据中的所述环境效应成分和所述车辆载荷成分，得到斜拉桥本体成分；

如果存在所述索力损伤，将所述索力损伤位置标定在所述三维坐标系中；

分别判断所述斜拉桥本体成分、所述环境效应成分和所述车辆载荷成分中是否存在异常值或者异常趋势；

如果所述斜拉桥本体成分、所述环境效应成分和所述车辆载荷成分中的至少一者存在所述异常值或者所述异常趋势，判断所述异常值或者所述异常趋势与所述索力损伤位置是否相关；

如果所述异常值或者所述异常趋势与所述索力损伤位置相关，预测所述斜拉桥的安全使用期限。

在一种可行的实施方式中，所述环境效应成分包括温度效应成分，所述方法还包括：

利用所述北斗卫星和设置在所述斜拉桥上的温度传感器，获取所述斜拉桥的动态三维温度数据；

建立所述动态三维温度数据和所述温度效应成分之间的温度多元线性动态时变模型；

根据所述温度多元线性动态时变模型中的参数，计算索力损伤等级。

在一种可行的实施方式中，所述环境效应成分包括风载荷成分，所述方法还包括：

利用所述北斗卫星和设置在所述斜拉桥上的风速传感器，获取所述斜拉桥的动态三维风速数据；

建立所述动态三维风速数据和所述风载荷成分之间的风载荷多元线性动态时变模型；