【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于橋梁傾覆預警，具體涉及一種重載車流下橋梁橫向傾覆預警裝置及方法。
技術介紹
1、單墩即獨柱墩，由于獨柱墩橋中墩主要由單鉸支護，且獨柱墩的墩直徑有限，橫向布置的支座間距小，梁體自重不大，抗傾覆力矩小，導致橋梁橫向抗傾覆穩定性差。因此，在超重車輛和連續多輛重型車輛的偏向行駛下，橋梁會引起橫向傾覆的問題，一旦事故發生將會造成嚴重的人員傷亡、經濟損失和社會影響，因此，急需一種重載車流下橋梁橫向傾覆預警裝置及方法。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種重載車流下橋梁橫向傾覆預警裝置，其設計新穎合理，可實時監控橋梁的橫向傾覆情況，對上橋車輛進行實時管控，且車輛自動護擋機構安裝在伸縮縫處，既不影響交通，又不占用空間，方便操作，便于推廣使用。
2、為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是：一種重載車流下橋梁橫向傾覆預警裝置，其特征在于：包括控制終端、對稱安裝在橋墩兩側的檢測機構、安裝在橋梁兩側的護欄上的導流機構、安裝在引橋兩側的檔桿、以及安裝在引橋和主橋之間的橋梁伸縮縫內的自動護擋機構；
3、所述檢測機構包括由內向外設置在橋墩和橋梁之間的位移計、應變計和壓力計；
4、所述導流機構包括導流指示標和用于帶動導流指示標伸出限制對應側車道車流量的第一伸縮桿；
5、所述自動護擋機構包括多個安裝在橋梁伸縮縫內且用于阻擋對應車道上車輛通行的自動護擋單元，所述自動護擋單元包括鋼底板和與鋼底板鉸接的鋼
6、上述的一種重載車流下橋梁橫向傾覆預警裝置，其特征在于：所述護欄沿長度方向設置有多個廣角攝像頭。
7、上述的一種重載車流下橋梁橫向傾覆預警裝置，其特征在于：所述引橋上設置有用于信息提醒和顯示預警信息的顯示屏。
8、同時，本專利技術還公開了一種重載車流下橋梁橫向傾覆預警的方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：
9、步驟一、實時采集橋梁上重載車流；
10、步驟二、獲取重載車流狀態下橋梁的動力響應結果，并確定重載車流作用下橋梁位移時程曲線；
11、步驟三、利用重載車流下橋梁橫向傾覆預警裝置對橋梁進行實時監測，并實時采集橋梁實測動力響應幅值；
12、步驟四、根據公式計算橋梁橫向預警安全系數a，其中，ab為橋梁實測動力響應幅值，at為重載車流作用下橋梁位移時程曲線給出的橋梁理論計算動力響應幅值；
13、步驟五、獲取重載車流下橋梁橫向傾覆預警等級，并進行相應的預警保護，過程如下：
14、當橋梁橫向預警安全系數a≥1.5時，重載車流下橋梁橫向傾覆預警等級達到一級，進行橋梁預警管制保護，通過廣角攝像頭、位移計、應變計和壓力計，獲取橋梁橫向傾覆方向，橋梁橫向傾覆方向為對應側的位移計、應變計和壓力計采集的數據增大的一側，此時，位移計、應變計和壓力計采集的數據增大的橋梁一側對應的檔桿啟動，減少對應側車道車流量；同時位移計、應變計和壓力計采集的數據增大的橋梁一側對應的第一伸縮桿伸出，導流指示標引導車輛變車道，減少對應側車道車流量；對應車道上伸縮縫處安裝的自動護擋單元實時啟動，防止對應側車道有行車通過；
15、當橋梁橫向預警安全系數1.2＜a＜1.5時，重載車流下橋梁橫向傾覆預警等級達到二級，增加監測頻次，通過廣角攝像頭、位移計、應變計和壓力計，獲取橋梁橫向傾覆趨勢，并通過引橋上設置的用于信息提醒和顯示預警信息的顯示屏給出車道建議；
16、當橋梁橫向預警安全系數a≤1.2時，重載車流下橋梁橫向傾覆預警等級為三級，進行橋梁正常預警監測。
17、上述重載車流下橋梁橫向傾覆預警的方法，其特征在于：步驟五中，當橋梁橫向預警安全系數a≥1.5時，重載車流下橋梁橫向傾覆預警等級達到一級，進行橋梁預警管制保護，當橋梁橫向預警安全系數a降低到1.2時，導流機構、檔桿和自動護擋機構回歸初始狀態，同時顯示屏顯示回歸正常指令。
18、上述重載車流下橋梁橫向傾覆預警的方法，其特征在于：步驟一中，所述橋梁上重載車流包括橋梁每個車道上車輛的數量、車輛的行車間距、車輛的類型以及行車速度。
19、上述重載車流下橋梁橫向傾覆預警的方法，其特征在于：步驟二中，獲取重載車流狀態下橋梁的動力響應結果，并確定重載車流作用下橋梁位移時程曲線，包括以下步驟：
20、步驟201、構建當前重載車流狀態下的車橋耦合矩陣并求解對應的橋梁動力響應增量其中，為當前重載車流狀態下車輛質量矩陣，mb為橋梁質量矩陣，為當前重載車流狀態下車輛阻尼矩陣，cb為橋梁阻尼矩陣，為當前重載車流狀態下車橋阻尼耦合矩陣；為當前重載車流狀態下橋車阻尼耦合矩陣，為當前重載車流狀態下車輛剛度矩陣，kb為橋梁剛度矩陣，為當前重載車流狀態下車橋剛度耦合矩陣，為當前重載車流狀態下橋車剛度耦合矩陣，為當前重載車流狀態下車輛所受外力矩陣，為當前重載車流狀態下橋梁所受外力矩陣；
21、yi為當前重載車流狀態下車輛位移增量矩陣，為當前重載車流狀態下車輛速度增量矩陣，為當前重載車流狀態下車輛加速度增量矩陣；
22、qi為當前重載車流狀態下橋梁位移增量矩陣，為當前重載車流狀態下橋梁速度增量矩陣，為當前重載車流狀態下橋梁加速度增量矩陣；
23、橋梁位移增量矩陣、橋梁速度增量矩陣和橋梁加速度增量矩陣構成橋梁動力響應增量；
24、步驟202、獲取當前重載車流狀態下橋梁的動力響應結果：橋梁上重載車流初始狀態為0向量，累加當前重載車流狀態下橋梁動力響應增量，獲取當前重載車流狀態下橋梁的動力響應結果；
25、步驟203、采集下一時刻橋梁上重載車流、構建下一時刻重載車流狀態下的車橋耦合矩陣并求解對應的橋梁動力響應增量其中，為下一時刻重載車流狀態下車輛質量矩陣，為下一時刻重載車流狀態下車輛阻尼矩陣，為下一時刻重載車流狀態下車橋阻尼耦合矩陣；為下一時刻重載車流狀態下橋車阻尼耦合矩陣，為下一時刻重載車流狀態下車輛剛度矩陣，為下一時刻重載車流狀態下車橋剛度耦合矩陣，為下一時刻重載車流狀態下橋車剛度耦合矩陣，為下一時刻重載車流狀態下車輛所受外力矩陣，為下一時刻重載車流狀態下橋梁所受外力矩陣；
26、yi+1為下一時刻重載車流狀態下車輛位移增量矩陣，為下一時刻重載車流狀態下車輛速度增量矩陣，為下一時刻重載車流狀態下車輛加速度增量矩陣；
27、qi+1為下一時刻重載車流狀態下橋梁位移增量矩陣，為下一時刻重載車流狀態下橋梁速度增量矩陣，為下一時刻重載車流狀態下橋梁加速度增量矩陣；
28、步驟204、獲取下一時刻重載車流狀態下橋梁的動力響應結果：
29、當下一時刻重載車流狀態下橋梁位移增量矩陣qi+1和當前重載車流狀態下橋梁位移增量矩陣qi的維度一致時，累加下一時刻重載車流狀態下橋梁的動力響應增量，獲取下一時刻重載車流狀態下橋梁的動力響應結果；
30、當本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種重載車流下橋梁橫向傾覆預警裝置，其特征在于：包括控制終端、對稱安裝在橋墩(1)兩側的檢測機構、安裝在橋梁兩側的護欄(9)上的導流機構、安裝在引橋(7)兩側的檔桿(12)、以及安裝在引橋(7)和主橋(6)之間的橋梁伸縮縫(8)內的自動護擋機構(13)；
2.按照權利要求1所述的一種重載車流下橋梁橫向傾覆預警裝置，其特征在于：所述護欄(9)沿長度方向設置有多個廣角攝像頭(5)。
3.按照權利要求1所述的一種重載車流下橋梁橫向傾覆預警裝置，其特征在于：所述引橋(7)上設置有用于信息提醒和顯示預警信息的顯示屏。
4.一種利用如權利要求2所述裝置進行重載車流下橋梁橫向傾覆預警的方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：
5.按照權利要求4所述重載車流下橋梁橫向傾覆預警的方法，其特征在于：步驟五中，當橋梁橫向預警安全系數a≥1.5時，重載車流下橋梁橫向傾覆預警等級達到一級，進行橋梁預警管制保護，當橋梁橫向預警安全系數a降低到1.2時，導流機構、檔桿(12)和自動護擋機構(13)回歸初始狀態，同時顯示屏顯示回歸正常指令。
6.按照
7.按照權利要求4所述重載車流下橋梁橫向傾覆預警的方法，其特征在于：步驟二中，獲取重載車流狀態下橋梁的動力響應結果，并確定重載車流作用下橋梁位移時程曲線，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種重載車流下橋梁橫向傾覆預警裝置，其特征在于：包括控制終端、對稱安裝在橋墩(1)兩側的檢測機構、安裝在橋梁兩側的護欄(9)上的導流機構、安裝在引橋(7)兩側的檔桿(12)、以及安裝在引橋(7)和主橋(6)之間的橋梁伸縮縫(8)內的自動護擋機構(13)；
2.按照權利要求1所述的一種重載車流下橋梁橫向傾覆預警裝置，其特征在于：所述護欄(9)沿長度方向設置有多個廣角攝像頭(5)。
3.按照權利要求1所述的一種重載車流下橋梁橫向傾覆預警裝置，其特征在于：所述引橋(7)上設置有用于信息提醒和顯示預警信息的顯示屏。
4.一種利用如權利要求2所述裝置進行重載車流下橋梁橫向傾覆預警的方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：
【專利技術屬性】
技術研發人員：韓智強，李舟，杜存煊，孫鵬濤，李華騰，薛康杰，徐磊，白杰，魏子豪，
申請(專利權)人：太原科技大學，
類型：發明
國別省市：
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