【技術實現步驟摘要】
本申請涉及路面健康監測，尤其涉及一種雙層連續配筋路面板健康狀態振動感知方法及裝置。
技術介紹
1、雙層連續配筋路面是一種新的剛性路面結構形式，具體是在混凝土板內布置了兩層連續跨板間接縫的橫向和縱向鋼筋，其中上層縱向鋼筋對混凝土面板由溫縮、干縮和荷載等作用產生的橫向裂縫具有一定的約束作用，而下層縱向鋼筋除了具備上述作用外，還能較好地抵抗板底部的彎拉應力。雙層連續配筋路面是路面板板體、雙層配筋以及主動控制裂縫三者共同組合成的一個復合結構，雙層連續配筋提高了面層板的整體強度，形成連續且平坦的行車表面，特別適用于承受重載交通和頻繁交通量的道路，如高速公路、工業區和機場跑道等。
2、雙層連續配筋主要用于承受重載交通和頻繁交通量的道路，保持其路面的長期的穩定性和安全性是保證公路運輸交通安穩有序極為關鍵的一環。然而，隨著使用時間的增長和交通量的增加，雙層連續配筋路面也面臨挑戰。雙層連續配筋路面的承載力由路面板、鋼筋以及接縫三者組成的復合結構共同決定，其破壞形式主要有接縫擴張、鋼筋破壞、板塊脫落三種，三者共同決定了板的使用壽命。而目前市場上尚未出現針對雙層連續配筋路面整體復合結構的承載能力性能狀態監測、診斷技術。
技術實現思路
1、為克服現有技術中的不足，本申請提供一種雙層連續配筋路面板健康狀態振動感知方法及裝置，能夠基于沖擊能量及機械振動聯合診斷，實現雙層連續配筋路面板健康狀態的高效、精準、快速判別。
2、第一方面，本申請提供一種雙層連續配筋路面板健康狀態振動感知方法，應
3、基于所述振動感知性能狀態監測診斷系統進行連續多板短時快速監測診斷，包括以下步驟：
4、標注連續多板監測先后順序，其中，將當前監測的雙層連續配筋路面板標注為第一面板，將下一監測的雙層連續配筋路面板標注為第二面板；
5、基于所述沖擊能量信號監測系統和所述機械振動信號監測系統分別對所述第一面板進行實時監測，并且結合兩者的監測結果診斷出所述第一面板的性能狀態；其中，當兩者的監測結果不一致時，將基于所述沖擊能量信號監測系統得到的監測結果，確定為所述第一面板的性能狀態；所述性能狀態為健康狀態或問題狀態；
6、若針對所述第一面板，基于所述沖擊能量信號監測系統和所述機械振動信號監測系統得到的監測結果一致，基于所述機械振動信號監測系統對所述第二面板進行監測，并且采用相對差值比較法診斷出所述第二面板的性能狀態；若針對所述第一面板，基于所述沖擊能量信號監測系統和所述機械振動信號監測系統得到的監測結果不一致，按照針對所述第一面板的診斷方法對所述第二面板的性能狀態進行診斷；
7、基于所述振動感知性能狀態監測診斷系統進行重要板塊長期穩定監測診斷，包括以下步驟：
8、確定目標面板，并且基于所述機械振動信號監測系統對所述目標面板進行長期監測，結合當前監測結果和歷史監測結果診斷出對所述目標面板的性能狀態；
9、若所述目標面板為問題狀態，基于所述沖擊能量信號監測系統對所述目標面板進行監測，并根據得到的監測結果確定所述目標面板的性能狀態。
10、在一種可能的實施方式中，所述沖擊能量信號監測系統包括沖擊能量信號激發裝置、沖擊能量信號采集設備和沖擊能量信號處理分析操作平臺；其中，基于所述沖擊能量信號監測系統對雙層連續配筋路面板進行監測，包括以下步驟：
11、在預先選擇的多個第一激發裝置落點處，基于所述沖擊能量信號激發裝置對所述雙層連續配筋路面板施加沖擊激勵；
12、基于所述沖擊能量信號采集設備采集沖擊能量信號，并傳輸至所述沖擊能量信號處理分析操作平臺；
13、基于所述沖擊能量信號處理分析操作平臺對采集的沖擊能量信號進行處理和分析，得到多個所述第一激發裝置落點處的平均主頻能量占比；其中，若所述平均主頻能量占比大于設定的閾值，診斷該雙層連續配筋路面板的性能狀態為健康狀態。
14、在一種可能的實施方式中，所述機械振動信號監測系統包括振動信號激發裝置、振動信號感知節點、振動信號匯聚設備和振動信號處理分析操作平臺；其中，基于所述機械振動信號監測系統對所述第一面板或所述第二面板進行監測，包括以下步驟：
15、在預先選擇的多個第二激發裝置落點處，基于所述振動信號激發裝置對所述第一面板或所述第二面板施加沖擊激勵；
16、基于所述振動信號感知節點采集振動信號，并經所述振動信號匯聚設備傳輸至所述振動信號處理分析操作平臺；
17、基于所述振動信號處理分析操作平臺對所述振動信號進行處理和分析，得到多個所述第二激發裝置落點處的平均主頻、平均最大加速度、平均振動時間；其中，若所述平均主頻、所述平均最大加速度、所述平均振動時間均大于設定的閾值，診斷該第一面板或第二面板的性能狀態為健康狀態。
18、在一種可能的實施方式中，其中，基于所述機械振動信號監測系統對所述目標面板進行長期穩定監測診斷，包括以下步驟：
19、在預先選擇的多個第二激發裝置落點處，基于所述振動信號感知節點采集由車輛荷載激發的振動信號，并經所述振動信號匯聚設備傳輸至所述振動信號處理分析操作平臺；
20、基于所述振動信號處理分析操作平臺對所述振動信號進行處理和分析，得到當前多個所述第二激發裝置落點處的平均主頻；其中，若當前多個所述第二激發裝置落點處的平均主頻在設定歷史時間段內的平均主頻的設定范圍內，判斷所述目標面板的性能狀態為健康狀態。
21、在一種可能的實施方式中，所述預先選擇的多個第一激發裝置落點包括所述雙層連續配筋路面板的板中以及四個板角斜對角處五個位置；所述預先選擇的多個第二激發裝置落點包括所述第一面板或所述第二面板靠近路中間一側的兩個板角斜對角處以及連線中心點處三個位置。
22、在一種可能的實施方式中，基于所述沖擊能量信號處理分析操作平臺對所述沖擊能量信號進行處理包括分幀、加窗、濾波降噪以及端點檢測，分析包括時頻分布、主頻能量占比計算；所述基于所述振動信號處理分析操作平臺對所述振動信號進行處理包括時域-頻域信號轉化，分析包括對振動時間、最大加速度和主頻三個振動特征參數的提取。
23、在一種可能的實施方式中，采用相對差值比較法診斷出所述第二面板的性能狀態，包括以下步驟：
24、基于所述機械振動信號監測系統分別獲取針對所述第一面板和所述第二面板的平均主頻；
25、若所述第一面板的平均主頻與所述第二面板的平均主頻之間的差值小于設定的閾值，判斷所述第二面板的性能狀態與所述第一面板的性能狀態一致。
26、第二方面，本申請提供一種雙層連續配筋路面板健康狀態振動感知裝置，應用于振動感知性能狀態監測診斷系統，所述振動感知性能狀態監測診斷系統包括沖擊能量信號監測系統和機械振動信號監測系統；所述裝置包括：
27、第一監本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種雙層連續配筋路面板健康狀態振動感知方法，其特征在于，應用于振動感知性能狀態監測診斷系統，所述振動感知性能狀態監測診斷系統包括沖擊能量信號監測系統和機械振動信號監測系統；所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述一種雙層連續配筋路面板健康狀態振動感知方法，其特征在于，所述沖擊能量信號監測系統包括沖擊能量信號激發裝置、沖擊能量信號采集設備和沖擊能量信號處理分析操作平臺；其中，基于所述沖擊能量信號監測系統對雙層連續配筋路面板進行監測，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述一種雙層連續配筋路面板健康狀態振動感知方法，其特征在于，所述機械振動信號監測系統包括振動信號激發裝置、振動信號感知節點、振動信號匯聚設備和振動信號處理分析操作平臺；其中，基于所述機械振動信號監測系統對所述第一面板或所述第二面板進行監測，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述一種雙層連續配筋路面板健康狀態振動感知方法，其特征在于，其中，基于所述機械振動信號監測系統對所述目標面板進行長期穩定監測診斷，包括以下步驟：
5.根據權利要求4所述一種雙層連續配筋路面板健康
6.根據權利要求5所述一種雙層連續配筋路面板健康狀態振動感知方法，其特征在于，其中，基于所述沖擊能量信號處理分析操作平臺對所述沖擊能量信號進行處理包括分幀、加窗、濾波降噪以及端點檢測，分析包括時頻分布、主頻能量占比計算；所述基于所述振動信號處理分析操作平臺對所述振動信號進行處理包括時域-頻域信號轉化，分析包括對振動時間、最大加速度和主頻三個振動特征參數的提取。
7.根據權利要求6所述一種雙層連續配筋路面板健康狀態振動感知方法，其特征在于，采用相對差值比較法診斷出所述第二面板的性能狀態，包括以下步驟：
8.一種雙層連續配筋路面板健康狀態振動感知裝置，其特征在于，應用于振動感知性能狀態監測診斷系統，所述振動感知性能狀態監測診斷系統包括沖擊能量信號監測系統和機械振動信號監測系統；所述裝置包括：
9.一種電子設備，其特征在于，包括：處理器、存儲器和總線，所述存儲器存儲有所述處理器可執行的機器可讀指令，當電子設備運行時，所述處理器與所述存儲器之間通過總線通信，所述機器可讀指令被所述處理器執行時執行如權利要求1至7任一所述的雙層連續配筋路面板健康狀態振動感知方法的步驟。
10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，該計算機可讀存儲介質上存儲有計算機程序，該計算機程序被處理器運行時執行如權利要求1至7任一所述的雙層連續配筋路面板健康狀態振動感知方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種雙層連續配筋路面板健康狀態振動感知方法，其特征在于，應用于振動感知性能狀態監測診斷系統，所述振動感知性能狀態監測診斷系統包括沖擊能量信號監測系統和機械振動信號監測系統；所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述一種雙層連續配筋路面板健康狀態振動感知方法，其特征在于，所述沖擊能量信號監測系統包括沖擊能量信號激發裝置、沖擊能量信號采集設備和沖擊能量信號處理分析操作平臺；其中，基于所述沖擊能量信號監測系統對雙層連續配筋路面板進行監測，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述一種雙層連續配筋路面板健康狀態振動感知方法，其特征在于，所述機械振動信號監測系統包括振動信號激發裝置、振動信號感知節點、振動信號匯聚設備和振動信號處理分析操作平臺；其中，基于所述機械振動信號監測系統對所述第一面板或所述第二面板進行監測，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述一種雙層連續配筋路面板健康狀態振動感知方法，其特征在于，其中，基于所述機械振動信號監測系統對所述目標面板進行長期穩定監測診斷，包括以下步驟：
5.根據權利要求4所述一種雙層連續配筋路面板健康狀態振動感知方法，其特征在于，所述預先選擇的多個第一激發裝置落點包括所述雙層連續配筋路面板的板中以及四個板角斜對角20√5cm處五個位置；所述預先選擇的多個第二激發裝置落點包括所述第一面板或所述第二面板靠近路中間一側的兩個板角斜對角20√5cm處以及...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡昌斌，鄧東升，賈凌雁，林一心，李尚君，
申請(專利權)人：福州大學，
類型：發明
國別省市：
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