本發(fā)明公開了一種車輛荷載及其作用下橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)的二維監(jiān)測系統(tǒng)和方法，對整座橋梁的車輛荷載?時間序列、以及車輛荷載?空間/車道作用位置序列進行同步的二維監(jiān)測，并同時對車輛荷載作用下橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力(應(yīng)變)和位移?時間序列、以及橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力(應(yīng)變)和位移?空間/車道位置序列進行同步的二維監(jiān)測，既可用于車輛荷載的二維監(jiān)測，更能應(yīng)用于與二維車輛荷載信息相對應(yīng)的實際車輛荷載作用下公路橋梁/城市道路橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)的二維監(jiān)測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛荷載及結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種車輛荷載及其作用下橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)的二維監(jiān)測系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

對于單幅(單方向)有兩個以上車道的道路/公路、橋梁，車輛荷載不但隨著時間變化，而且也隨著車道(空間)的不同而變化。在道路/公路運輸中，會出現(xiàn)車輛隨意變道，如果無視這種隨時間和空間/車道變化的車輛荷載，而按照現(xiàn)有車輛荷載譜或相關(guān)規(guī)范設(shè)定的車輛荷載對橋梁結(jié)構(gòu)的響應(yīng)進行分析，進而對橋梁結(jié)構(gòu)的承載力及安全進行評定或設(shè)計，將會有較大的出入和安全風(fēng)險。

較早以前的車流量統(tǒng)計是采用人工計數(shù)或結(jié)合收費站的記錄數(shù)據(jù)進行的。這種方法無法得到準確的車輛荷載譜，更無法了解車輛通過橋梁或某一路段時的作用位置。現(xiàn)有的高速公路或城市道路上陸續(xù)安裝了車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)和抓拍系統(tǒng)(車牌識別系統(tǒng))。利用動態(tài)稱重系統(tǒng)，可收集通行車輛的軸重和總重等數(shù)據(jù)，但動態(tài)稱重系統(tǒng)往往設(shè)置于道路、橋梁的入口處或收費站點，無法了解車輛在橋梁關(guān)鍵截面的通行時間、車道和速度等信息。利用抓拍系統(tǒng)(車牌識別系統(tǒng))，可以識別車輛的車牌號、通行時間、車道和速度等信息，但無法了解車輛的軸重和總重。并且，現(xiàn)有車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)與抓拍系統(tǒng)(車牌識別系統(tǒng))往往是單獨設(shè)置的。設(shè)置前者的目的是攔截嚴重超載的車輛，而設(shè)置后者的目的是抓拍車輛的超速、不按車道行駛等違章行為。

綜上所述，目前國內(nèi)外在車輛荷載和橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)的監(jiān)測方法及監(jiān)測系統(tǒng)方面存在以下不足：

1、目前的車輛荷載(車流量)監(jiān)測系統(tǒng)和方法都只能適用于一維車輛荷載/車流量(車輛荷載/車流量～時間序列)的監(jiān)測，即只能監(jiān)測車輛荷載/車流量隨時間的變化規(guī)律，而無法監(jiān)測其隨空間(車道)的變化；

2、目前的治超措施/方法及監(jiān)測系統(tǒng)還無法對車輛荷載(車流量)進行二維監(jiān)測；

3、目前的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)中的位移監(jiān)測子系統(tǒng)，系基于GPS系統(tǒng)的監(jiān)測技術(shù)，無法對結(jié)構(gòu)位移進行0.1mm量級以上的高精度監(jiān)測；

4、目前的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)和方法，即使其與現(xiàn)有車輛荷載的監(jiān)測系統(tǒng)和方法相結(jié)合，也無法獲知引起橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)的車輛荷載的準確信息，亦無法對實際車輛荷載作用下橋梁結(jié)構(gòu)的響應(yīng)進行二維監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷與不足，本發(fā)明提供一種車輛荷載及其作用下橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)的二維監(jiān)測系統(tǒng)和方法，對整座橋梁的車輛荷載-時間序列、以及車輛荷載-空間/車道作用位置序列進行同步的二維監(jiān)測，并同時對車輛荷載作用下橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力(應(yīng)變)和位移-時間序列、以及橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力(應(yīng)變)和位移-空間/車道位置序列進行同步的二維監(jiān)測，既可用于車輛荷載的二維監(jiān)測，更能應(yīng)用于與二維車輛荷載信息相對應(yīng)的實際車輛荷載作用下公路橋梁/城市道路橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)的二維監(jiān)測。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種車輛荷載的二維監(jiān)測系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采集控制器、車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)和車牌識別系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集控制器設(shè)有電荷放大器；

所述車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)包括：稱重傳感器和感應(yīng)線圈，所述稱重傳感器設(shè)置在各個車道并與電荷放大器連接，所述感應(yīng)線圈設(shè)置在各個車道，并與數(shù)據(jù)采集控制器連接；

所述稱重傳感器用于測量車輛的重量參數(shù)，所述感應(yīng)線圈用于測量車輛通過時間；