1.一种桥梁裂缝检测方法,其特征在于,具体步骤包括:
S1:对桥梁进行3D建模,并将桥梁的路面均匀划分为若干组网格区域,采集一段时间内进入桥梁的车辆信息和运动信息,基于车辆信息和运动信息生成若干个应力集中区域;
S2:在应力集中区域和桥梁两侧的底部,分别设置组合传感模块来采集对应区域内桥梁的总应变量,以及组合传感模块所处环境的环境信息;
S3:根据每个区域的环境信息来对对应的总应变量进行修正,得到每个区域的受力应变量,并将应力集中区域与桥梁两侧的受力应变量进行比对,根据比对结果生成不同的警报信号。
2.根据权利要求1所述的一种桥梁裂缝检测方法,其特征在于:分别根据用户设定和桥梁的车道来对桥梁进行横向和纵向的划分,将桥梁划分为p*q个网格区域,其中p为横向的用户设定数量,q为纵向的车道数量。
3.根据权利要求1所述的一种桥梁裂缝检测方法,其特征在于:所述车辆信息包括车重数据、车流量数据、车牌数据,所述运动信息包括车辆的运动轨迹和运动时间,所述组合传感模块包括光纤传感单元、温度传感单元、风速计,环境信息包括环境温度、环境风速、风向。
4.根据权利要求3所述的一种桥梁裂缝检测方法,其特征在于:所述应力集中区域的生成逻辑为:基于桥梁的3D建模、网格区域划分和运动信息,得到经过不同区域的每辆车辆的行驶时长 其中下标(i,j)表示网格坐标,上标m表示车辆编号,m=1,2,3,…,M,其中M表示采样时间内的车流量数据;
计算在采样时间内,不同区域内经过车辆的总重量和总行驶时长,并根据总重量和总行驶时长计算不同区域所对应的集中系数 计算方式为:式中 表示经过不同区域的每辆车辆的车重数据,ty表示预设的时间阈值;
将不同区域的集中系数 归为集中矩阵E,计算集中矩阵E中各元素的平均值 和标准差σ,计算方法分别为:当某一区域的集中系数 满足 时,认为该区域为应力集中区域,其中k表示预设的波动系数。
5.根据权利要求3所述的一种桥梁裂缝检测方法,其特征在于:根据环境信息来对每个区域的总应变量进行修正的方法为:根据环境温度计算光纤传感单元检测到的应变量的温度误差μ1(i,j),计算方式为:μ1(i,j)=L0*α*(K(i,j)‑K0)
式中K0表示预设的参考温度,K(i,j)表示环境温度,L0表示光纤传感器在参考温度下的参考长度,α表示光纤传感器的线膨胀系数;
根据环境风速V和风向,计算光纤传感单元检测到的应变量的风力误差μ2(i,j),计算方式为:式中θ表示风向与光纤传感单元之间的夹角,ρ表示空气密度,Cd表示光纤传感单元的阻力系数,D表示光纤传感单元的直径,E表示光纤传感单元的弹性模量;
根据温度误差μ1(i,j)、风力误差μ2(i,j)和总应变量Az(i,j)计算受力应变量As(i,j),As(i,j)=AZ(i,j)‑μ1(i,j)‑μ2(i,j)。
6.根据权利要求5所述的一种桥梁裂缝检测方法,其特征在于:将应力集中区域与桥梁两侧的受力应变量进行比对:当在连续N次的采样中,某一区域同时满足 则认为该
处区域出现裂缝,生成裂缝警报信号;
当在连续N次的采样中,桥梁两侧的受力应变量满足 则认为桥梁两侧的光纤传感单元出现异常,生成设备警报信号;
其中As(1,j)、As(p,j)分别表示桥梁两侧的受力应变量,δ表示预设的误差系数。
7.一种桥梁裂缝检测系统,其特征在于:所述检测系统采用权利要求1‑6任一项所述的检测方法,包括定位装置和检测装置:定位装置包括:
第一数据采集模块,所述第一数据模块包括两组检测单元,分别设置在桥梁两端的入口处,且均与数据处理模块通讯连接,用于采集进入桥梁车辆的车辆信息;
第二数据采集模块,所述第二数据采集模块包括若干组图像采集单元,沿着桥梁进行均匀设置,且与数据处理模块通讯连接,用于采集进入桥梁车辆的运动信息;
数据处理模块,所述数据处理模块与数据分析模块通讯连接,用于对桥梁进行3D建模和网格区域划分,并根据车辆信息和运动信息生成应力集中区域;
检测装置包括:
组合传感模块,所述组合传感模块设置在桥梁应力集中区域和桥梁两侧的底部,包括光纤传感单元、温度传感单元、风速计,且均与数据分析模块通讯连接,用于采集各个应力集中区域和桥梁两侧的总应变量和环境信息;
数据分析模块,所述数据分析模块与警报模块通讯连接,用于根据环境信息对总应变量进行修正生成受力应变量,将各个应力集中区域和桥梁两侧的受力应变量进行比对,并将比对结果发送到警报模块;
警报模块,所述警报模块用于根据不同的比对结果生成不同的警报信号。