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专利号: 2021103261959
申请人: 重庆交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于图像检测的桥面荷载估算方法,其特征在于:包括以下步骤:S1.在桥梁跨中沿桥梁的纵向设置一排检测标记点和两排辅助标记点,其中,相邻两排标记点平行且相邻两排标记点之间等距,且检测标记点位于两排辅助标记点之间;

S2.在垂直于桥面的方向上设置采集标记点位置变化的相机;

S3.由相机采集检测标记点和辅助标记点在桥面荷载下的位置变化图像;

S4.基于位置变化图像确定检测标记点处的跨中挠度;

S5.基于跨中挠度计算桥面荷载。

2.根据权利要求1所述基于图像检测的桥面荷载估算方法,其特征在于:步骤S4中,根据如下方法确定跨中挠度ω:

S41.通过相机采集标记点处两次采集桥梁图像信息,构建坐标系,以桥梁长度方向为X轴,桥梁的宽度方向为Y轴,垂直于桥面方向为Z轴,记录相机在Z轴上点H的坐标,并采集相机安装时的初始倾角θ,并确定初始倾角θ下相机拍摄方向延伸到X轴上的交点D;

S42.确定点H到点D的直线,确定第一排辅助标记点所在直线与X轴的交点A,过点A作点H到点D的直线垂线并记录垂足点E,在两次拍照所采集的图像中分别计算点A到E的距离lac和l'ac;

S43.确定检测标记点所在直线与X轴的交点B,并相机未发生偏转且桥面施加载荷后交点B在图像中的位置变为B”,确定点H与点B”的确定直线的方程:或者:

S44.当相机发生俯仰偏转且桥面被施加载荷时交点B在图像中的位置变为B',并确定点H与点B'所在直线的方程:

其中,Δθ为直线HB”与X轴之间的夹角和直线HB'与X轴之间的夹角的差值;当Δθ<0时,直线HB'的直线方程为(1)式,当Δθ>0时,HB'的直线方程为(2)式;

S45.构建跨中挠度模型ω:

其中,当Δθ<0时,相机倾角变小,跨中挠度通过(3)式进行计算;当Δθ>0时,相机倾角变大,当B”相对于B位置下沉时,则跨中挠度ω计算公式为(3)式,当B”相对于B位置上浮时,则跨中挠度ω计算公式为(4)式;a为第一排辅助标记点所在直线与X轴交点到原点的距离,b为交点B到原点的距离,c为第二排辅助标记点所在直线与X轴交点到原点的距离,h为相机距离原点的高度;过点B做直线HD的垂线,垂线与直线HB”的交点为F,d为BF的长度。

3.根据权利要求2所述基于图像检测的桥面荷载估算方法,其特征在于:步骤S42中,通过如下方法计算lac和l'ac:其中,l'ac的计算公式与lac相同。

4.根据权利要求2所述基于图像检测的桥面荷载估算方法,其特征在于:步骤S5中,桥面荷载F通过如下方法计算:

其中,F为桥面荷载,EI为桥梁弯曲刚度,L为桥跨长度;s为荷载点到桥跨两端支点的两个距离中较近的距离,q为桥梁在纵向方向的每米自重。