小桥梁的车辆荷载监测方法研究与应用（论文）.pdf

·123 · 对桥梁上部通过的多种移动荷载的信息进行收集（包括车 辆的轴数、轴重、轴距、车速等），并对这些参数进行实时监测， 了解其变化情况。在设计荷载规范的基础上，对车辆荷载监 测数据进行分析，完成车辆荷载的校核工作。同时，基于监 测系统获取的数据分析车辆荷载谱，为桥梁状态评估和疲劳 荷载谱的制订提供参考。 动态称重（ Weigh-In-Motion WIM）指测量行驶状态下车 辆的重量。动态称重比静态称重效率更高，测量速度更快。无 须停车测量，将车辆称重对桥梁上车流的影响降到最低，有 助于对道路桥梁进行更好的建设，推动了交通运输的现代化 管理。目前，国内外专家学者就动态称重技术开展了一系列 的研究工作，并在工程中进行了初步的运用。 动态称重技术主要分为路面动态称重（ On Board WIM） 和桥梁动态称重（ Bridge WIM）2种。两者的测量原理有所区 别，路面动态称重首先由布置在路面上的称重传感器采集路 面信号，将采集的信号传输到主机，并采用相关算法对车辆 的静态轴载或总重进行计算 ；桥梁动态称重主要依据车辆荷 载在桥梁上的移动过程中桥梁的结构响应，对车辆的静态轴 载或总重进行估算。其特性对比见表 1。 1 桥梁动态称重系统 桥梁动态称重系统（ Bridge Weigh in Motion B-WIM）是 一种动态测量技术，主要依据移动车辆荷载作用下桥梁的结 构响应实现对车辆荷载的轴重和其他技术参数的评估（图 1）。 该系统主要由应变传感器、轴检测器和相关数据采集设备几 部分组成。其中，应变传感器主要用于移动车辆荷载作用下 表1 动态称重系统比较 监测方法 优点 缺点适用范围 路面动态称 重系统 设备简单、测量精度较 高、可长时间采集数据 价格昂贵，安装时 需阻碍交通，传感器 不能循环适用 任何桥梁 桥梁动态称 重系统 携带安装方便、价格 较低、可循环适用 适用范围有限、 测量精度较低 中小跨 径桥梁 桥梁结构变形的测量，轴检测器主要用于车速和轴空间的测 量。在接收到测量设备采集的数据后，采用对应的算法对车 辆荷载轴重进行计算。 图1 桥梁动态称重系统（计算机截图） B-WIM 的主要优点 ：（ 1）车辆通行速度快，可以不受动 态载荷的影响 ；（ 2）安装和维护方便 ；（ 3）动态称重的同时 可以检测桥梁安全。 B-WIM 存在的主要问题有 ：（ 1）当桥梁自身具有很大的 刚度或移动车辆荷载自重较小时，车辆荷载作用下桥梁只产 生微小变形，桥梁动态称重系统在信号采集和处理阶段难度 较 大 ；（ 2）当桥梁的纵向或横向尺寸较大时，可能出现多个 车辆荷载同时作用在桥梁上的情况，并且在每个车辆荷载的 作用下桥梁均会产生相应的变形。在信号采集阶段如何将这 些变形和各个车辆荷载对应，还需进一步研究 ；（ 3）当一个 车辆荷载作用在桥梁上时，尤其是双联轴或多联轴的车辆， ［摘 要］: g?{?l?? c? 7?? ?， s? cr?六 N??{凹??堵，??? c??? W其、??。 YM?? ? ?f?? crN _?? ，n??????化???+商??frh??{ ，s? ch?好N?{凹 ??? 。修??Y? K?(n?q _?? c?{ f? ， ?N? cr??? ? ??? 。 ?? ，?? c???圈 m? Y健 8契m坤b?l[ ，Y??? *Tl?六凹?? 8?? ?8? 。u t? cK7? ?V?姚? ??}9 ?，?sn???????+? c上 g?{????凹? t?堵。 ［关键词］/?? c ；上 g?{? ；??? ；好N?{?? ［中图分类号］TU 71 ；U 441bbbbb ［文献标志码］Abbbbb ［文章编号］1001–523X（2020）18–0123–02 Research and Application of Vehicle Load Monitoring Method f