(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210600888.7 (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 武汉芳家盛世建 筑劳务有限公司 地址 430040 湖北省武汉市东西湖区革 新 大道367号 (72)发明人 钟家科　 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/08(2012.01) G06F 17/18(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种基于传感器技术的桥梁健康在线监测 安全分析一体化平台 (57)摘要 本发明公开了一种基于传感器技术的桥梁 健康在线监测安全分析一体化平台， 包括区域划 分模块、 间隙信息获取模块、 间隙安全影响系数 分析模块、 混凝土性能参数检测模块、 混凝土安 全影响系数分析模块、 连接装置信息采集模块、 连接装置安全影 响系数分析模块、 连接缝综合安 全影响系数分析模块和数据库， 通过实时分析目 标桥梁路面对应各连接缝区域的连接缝综合安 全影响系数， 有效的解决了 现有技术的局限性和 数据来源的单一性问题， 实现了对目标桥梁路面 对应各连接缝区域安全的快速精 准判断， 进而提 高了桥梁健康 监测分析结果的时效性和全面性， 进一步延长了桥梁的使用寿命， 大大的降低了安 全事故发生的概 率， 保障了桥梁的安全 使用。 权利要求书3页 说明书9页 附图1页 CN 115018300 A 2022.09.06 CN 115018300 A 1.一种基于传感器技 术的桥梁健康在线监测安全分析一体化平台， 其特 征在于， 包括： 区域划分模块： 用于对目标桥梁路面对应各连接缝区域进行统计， 并按照等面积划分 方式划分成目标桥梁路面对应各 连接缝区域中各子区域； 间隙信息获取模块： 用于获取目标桥梁路面对应各连接缝区域中各子区域的间隙信 息； 间隙安全影响系数分析模块： 用于根据目标桥梁路面对应各连接缝区域中各子区域两 段桥梁路面的间隙信息， 分析目标桥梁路面对应各 连接缝区域的间隙安全影响系数； 混凝土性 能参数检测模块： 用于检测目标桥梁路面对应各连接缝区域中各子区域的混 凝土性能参数； 混凝土安全影响系数分析模块： 用于根据目标桥梁路面对应各连接缝区域中各子区域 的混凝土性能参数， 分析目标桥梁路面对应各 连接缝区域的混凝 土安全影响系数； 连接装置信息采集模块： 用于采集目标桥梁路面对应各连接缝区域中连接装置信息， 其中连接装置信息包括连接 板基本信息和铆钉 基本信息； 连接装置安全影响系数分析模块： 用于根据目标桥梁路面对应各连接缝区域中连接装 置信息， 分析目标桥梁路面对应各 连接缝区域的连接装置安全影响系数； 连接缝综合安全影响系数分析模块： 用于评估目标桥梁路面对应各连接缝区域的连接 缝综合安全影响系数， 并将目标桥梁路面对应各连接缝区域的连接缝综合安全影响系数与 预设的标准连接缝综合 安全影响系数进行对比分析， 根据对比结果进行相应处 理； 数据库： 用于存 储目标桥梁路面对应连接缝区域的标准连接 板数学模型。 2.根据权利要求1所述的一种基于传感器技术的桥梁健康在线监测安全分析一体化平 台， 其特征在于： 所述间隙信息获取模块的具体实施方式如下： 通过激光测距仪实时测量目标桥梁路面对应各连接缝区域中各子区域两段桥梁路面 的水平间距， 并将目标桥梁路面对应各连接缝区域中各子区域两段桥梁路面的水平间距 标 记为Dij， i＝1,2， ......k， i表示为目标桥梁路面对应各连接缝区域的编号， j＝1,2, ......p， j表示 为各子区域的编号； 通过全站仪实时测量目标桥梁路面对应各连接缝区域中各子区域两段桥梁路面的高 度差， 并将目标桥梁路面对应各连接缝区域中各子区域两段桥梁路面的高度差标记为Δ Hij。 3.根据权利要求1所述的一种基于传感器技术的桥梁健康在线监测安全分析一体化平 台， 其特征在于： 所述间隙安全影响系数分析模块的具体实施方式如下： 根据平均值计算公式得到目标桥梁路面对应各连接缝区域两段桥梁路面的平均水平 间距Di′， 将其记为目标桥梁路面对应各 连接缝区域两段桥梁路面的水平间距； 根据平均值计算公式得到目标桥梁路面对应各连接缝区域两段桥梁路面的平均高度 差ΔH′i， 将其记为目标桥梁路面对应各 连接缝区域两段桥梁路面的高度差； 将目标桥梁路面对应各连接缝区域两段桥梁路面的高度差ΔH ′i和水平间距D ′i代入公 式 得到目标桥梁路面对应各连接缝区域的间隙安全影响系数 Xi， 其中D′表示为预设的目标桥梁路面对应连接缝两段桥梁路面的标准水平距离， ΔH ′表 示为预设的目标桥梁路面对应连接缝两段桥梁路面的标准高度差， λ1表示为预设的目标桥权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115018300 A 2梁路面对应连接缝间隙的水平间距影响因子， λ2表示为预设的目标桥梁路面对应连接缝间 隙的高度差影响因子 。 4.根据权利要求1所述的一种基于传感器技术的桥梁健康在线监测安全分析一体化平 台， 其特征在于： 所述混凝 土性能参数检测模块的具体实施方法如下： 通过对目标桥梁路面对应各连接缝区域中各子区域的混凝土性 能参数进行实时检测， 得到目标桥梁 路面对应各连接缝区域中各子区域的混凝土性能参数， 其中混凝土性能参数 包括混凝土孔隙率、 混凝土含水量和混凝土抗压强度， 将目标桥梁路面对应各连接缝区域 中各子区域的混凝 土孔隙率、 混凝 土含水量和混凝 土抗压强度分别标记为Aij、 Bij和Cij。 5.根据权利要求1所述的一种基于传感器技术的桥梁健康在线监测安全分析一体化平 台， 其特征在于： 所述混凝 土安全影响系数分析模块具体实施方式如下： 将目标桥梁路面对应 各连接缝区域中各子区域的混凝土孔隙率Aij、 混凝土含水量Bij和 混凝土抗压强度Cij代入公式 得到目 标桥梁路面对应各连接缝区域的混凝土安全Ti影响系数， 其中A表示为预设的目标桥梁路 面标准混凝土孔隙率， B表示为预设的目标桥梁路面标准混凝土含水量， C表示为预设的目 标桥梁路面 标准混凝土 抗压强度， λ1表示为预设的混凝土 孔隙率隙影响因子， λ2表示为预设 的混凝土含水量影响因子， λ3表示为预设的混凝土抗压强度影响因子， p表示为目标桥梁路 面对应连接缝区域中子区域的数量。 6.根据权利要求1所述的一种基于传感器技术的桥梁健康在线监测安全分析一体化平 台， 其特征在于： 所述连接装置信息采集模块中目标桥梁路面对应各连接缝区域中连接板 基本信息采集的具体实施方式如下： 通过三维扫描仪对目标桥梁路面对应各连接缝区域中连接板进行实时全方位扫描， 得 到目标桥梁路面对应各连接缝区域中连接板的全方位图像， 并根据各连接缝区域中连接板 的全方位图像， 构建各 连接缝区域中连接 板的数学模型； 根据目标桥梁路面对应各连接缝区域中连接板的数学模型， 获取目标桥梁路面对应各 连接缝区域中连接板的体积和连接板的表面积， 并将目标桥梁路面对应各连接缝区域中连 接板表面积和连接 板体积分别标记为Si和Vi； 提取数据库中存储的目标桥梁路面对应连接缝区域连接板的标准数学模型， 将目标桥 梁路面对应各连接缝区域中连接板的数学模型与连接板的标准数学模型进 行对比分析， 得 到目标桥梁路面对应各 连接缝区域中连接 板的数学模型重合度， 标记为 Ni； 通过重量检测仪对目标桥梁路面对应各连接缝区域中连接板的重量进行实时监测， 并 将目标桥梁路面对应各 连接缝区域中连接 板的重量标记为Mi。 7.根据权利要求1所述的一种基于传感器技术的桥梁健康在线监测安全分析一体化平 台， 其特征在于： 所述连接装置信息采集模块中目标桥梁路面对应各连接缝区域中铆钉基 本信息采集的具体实施方式如下： 通过对目标桥梁路面对应各连接缝区域中各铆钉基本信 息进行实时采集， 得到目标桥 梁路面对应各连接缝区域中各铆钉基本信息， 其中基本信息包括水平承受拉力和垂 直承受 压力， 并将目标桥梁路面对应各连接缝区域中各铆钉水平承受拉力和各铆钉垂 直承受压力权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115018300 A 3