CN106055813A - 桥梁病害诊断与养护决策系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁病害诊断与养护决策系统，涉及桥梁病害检查养护技术领域，包括病害输入模块，用于输入待测桥梁病害特征信息；病害信息存储模块，用于存储现有桥梁病害特征信息；病害成因分析模块，用于将待测桥梁病害特征信息与病害信息存储模块中存储的现有桥梁病害特征信息进行对比分析出可能造成病害的原因；病害处治模块，用于根据病害成因分析模块得出的病害原因，给出养护处治方案和周期。系统根据待测桥梁病害特征信息与系统内存储的桥梁病害成因进行分析对比，自动分析筛选出最有可能造成桥梁病害的原因，并给出合适的养护处治方案，无需人工对桥梁病害成因进行分析和给出养护处治方案，减轻了人工工作量，提高了工作效率。

Description

桥梁病害诊断与养护决策系统

技术领域

本发明涉及桥梁病害检查养护技术领域，特别涉及一种桥梁病害诊断与养护决策系统。

背景技术

桥梁作为公路的关键性结构工程，关系到整条线路的通畅安全运营。桥梁结构的病害作为公路检测的重点关注部分，在桥梁养护过程中，需检查并记录桥梁的病害 ( 如裂缝、破损、渗水、空洞、下挠、基础沉降、蜂窝、麻面、泛减、基础冲刷等 )。病害的空间分布情况、随时间的发展情况，对于了解结构服役状况、分析病害成因、制定维修方案都是非常重要的。目前的检测主要是基于检测工程师的经验对桥梁结构的病害严重程度进行主观判断分析，判断结果严重依赖于现场检测人员的专业技术水平。在检测报告中也只是对相应病害原因进行简要分析，很少有详细的处治维护措施与相应措施的经济成本分析。目前由于桥梁结构病害的检测，病害处治方案设计，与病害维护处治施工往往由不同的单位完成，数据衔接性弱，时间周期长，效率低下。对于业主常关注的费用成本问题也不能提供实时的预算。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种桥梁病害诊断与养护决策系统，对桥梁病害成因进行自动诊断，并给出养护处治方案，减轻人工工作量，提高工作效率。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

本发明提供了一种桥梁病害诊断与养护决策系统,包括病害输入模块，用于输入待测桥梁病害特征信息；病害信息存储模块，用于存储现有桥梁病害特征信息；病害成因分析模块，用于将待测桥梁病害特征信息与病害信息存储模块中存储的现有桥梁病害特征信息进行对比分析出可能造成病害的原因；病害处治模块，用于根据病害成因分析模块得出的病害原因，给出养护处治方案和周期。

进一步，病害成因分析模块包括病害成因存储模块，用于存储现有桥梁病害成因信息；病害对比分析筛选模块，用于将输入的待测桥梁病害特征信息与病害成因存储模块中存储的现有桥梁病害成因信息进行对比分析，筛选出病害成因可能性较大原因；病害成因输出模块，用于输出病害对比分析筛选模块得出的结果。

进一步，桥梁病害诊断与养护决策系统还包括养护处治成本分析模块，用于根据病害处治模块给出的养护处治方案计算出养护处治成本。

进一步，养护处治成本分析模块包括计算处治方案的工程量清单模块和工程概预算定额模块，根据处治方案计算出工程量清单，再与对应的工程概预算定额相乘计算出养护处治成本。

进一步，病害处治模块中包括病害处治方案存储模块，存储现有针对桥梁病害成因的处治方案。

进一步，病害输入模块还包括病害参数提示模块，在人工输入参数遗漏参数时起提醒作用。

本发明的有益效果：

本发明的桥梁病害诊断与养护决策系统，通过输入待测桥梁病害特征与病害信息存储模块中存储的病害成因进行对比分析，自动分析筛选出最有可能造成桥梁病害的原因，并根据桥梁病害成因给出合适的养护处治方案，无需人工对桥梁病害成因进行分析和给出养护处治方案，系统自动诊断和给出养护处治决策，减轻了人工工作量，提高了工作效率，同时现场检测人员可利用该系统，客观评估结果病害的严重与影响程度，避免因部分人员的主观错误判断引起不必要的紧张气氛或社会恐慌，也可避免部分人员主观臆断低估病害的严重与影响程度，给人民经济财产与人身安全带来巨大损失。

桥梁病害诊断与养护决策系统还包括养护处治成本分析模块，根据给出的养护处治方案，计算出养护处治成本，使建设单位可根据系统提供的养护处治成本，实时选择合适的养护处治方案，使桥梁维护经费得到高效合理利用。

病害输入模块还包括病害参数提示模块，当经验不足的工作人员在输入参数时遗漏参数时有提醒功能，提高输入参数的完整性，提高桥梁病害成因判断的准确性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的一实施例的原理框图；

图2为本发明的一实施例中病害成因分析模块的原理框图；

图3为本发明的另一实施例的原理框图；

图4为本发明的另一实施例病害处治成本分析模块的原理框图；

图5为本发明的另一实施例的原理框图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明，如图1所示：

本发明的一种桥梁病害诊断与养护决策系统,包括病害输入模块，用于输入待测桥梁病害特征信息；病害信息存储模块，用于存储现有桥梁病害特征信息；病害成因分析模块，用于将待测桥梁病害特征信息与病害信息存储模块中存储的现有桥梁病害特征信息进行对比分析出可能造成病害的原因；病害处治模块，用于根据病害成因分析模块得出的病害原因，给出养护处治方案和周期。病害输入模块可以是人工输入桥梁病害的相关特征信息，也可以通过采集装置自动采集桥梁病害特征信息，病害成因分析模块根据病害输入模块和病害信息存储模块中存储的桥梁病害特征信息进行对比分析，分析出造成病害的最有可能的原因，并将该原因发送到病害处治模块，病害处治模块根据病害成因的分析结果做出养护处治方案和周期。该系统实现了对桥梁病害的自动诊断和自动给出合适的养护处治方案，减轻了人工的工作量，提高了工作效率。

如图2所示，病害成因分析模块包括病害成因存储模块，用于存储现有桥梁病害成因信息；病害对比分析筛选模块，用于将输入的待测桥梁病害特征信息与病害成因存储模块中存储的现有桥梁病害成因信息进行对比分析，筛选出病害成因可能性较大原因；病害成因输出模块，用于输出病害对比分析筛选模块得出的结果。病害成因分析模块对桥梁病害成因进行分析，并判断出最有可能造成桥梁病害的原因，实现对桥梁病害成因的自动诊断和筛选，客观评估结果病害的严重与影响程度，避免因部分人员的主观错误判断引起不必要的紧张气氛或社会恐慌。也可避免部分人员主观臆断低估病害的严重与影响程度，给人民经济财产与人身安全带来巨大损失。同时也减轻人工对桥梁病害成因的分析工作量，提高工作效率。

病害处治模块中包括病害处治方案存储模块，存储现有针对桥梁病害成因的处治方案。在对桥梁病害成因分析后，将病害成因分析结果传送到存储有病害成因对应的处治方案的病害处治模块，病害处治模块针对桥梁病害成因匹配到详细的处治方案。

在实际工程中，常见桥梁结构病害包括裂缝，其特征信息包括裂缝位置、裂缝走向、裂缝长度、裂缝宽度、裂缝深度；破损：其特征信息包括破损位置、破损长度、破损宽度、破损深度；渗水：其特征信息包括渗水位置、渗水长度、渗水宽度、渗水深度；空洞：其特征信息包括空洞位置、空洞长度、空洞宽度、空洞深度；下挠：其特征信息为下挠高度。常见桥梁结构病害还有露筋、麻面、蜂窝、泛减、基础冲刷等。

在本实施例中采用最常见桥梁结构形式混凝土梁桥为例，混凝土梁桥最常见最重要的病害是裂缝，通过该病害来详细说明本发明的工作过程。在本实施例中通过人工输入桥梁病害特征信息，在病害输入模块中输入混凝土梁桥的裂缝特征信息：裂缝的位置：裂缝位于桥梁的第几跨、该跨的跨中1/2、还是1/4跨、1/8跨位置或其他位置，是在梁的底板，腹板，还是顶板；裂缝的走向：纵向、横向、竖向、斜向或龟裂无规则方向；裂缝的长度；裂缝的宽度；裂缝深度；发展趋势：上宽下窄，至1/2跨中逐渐变宽，与上次检查结果比较有变大、变小或无变化；其他特征：是否有锈迹、是否火烧等及桥梁的运营时间。病害信息存储模块中存储所有现有桥梁病害的特征信息，病害信息存储模块可以随着技术的更新及时更新桥梁病害特征信息。

在现场检查发现某预应力混凝土简支T梁桥裂缝，具有以下特征：

特征1：桥梁运营18年；

特征2：裂缝位于T梁的1/4~3/4位置；

特征3：裂缝位于T梁马蹄底面；

特征4：裂缝方向为纵向；

特征5：裂缝宽度均匀，0.12mm；

特征6：裂缝深度，4.0cm；

特征7：整条裂缝有几处泛黄流出痕迹；

特征8：无明显外部受创痕迹。

将上述8个特征信息通过病害输入模块输入到该系统中。

在病害成因存储模块中，存储有混凝土梁桥出现裂缝原因：

原因1、受力产生的裂缝：包括跨中截面受弯后受拉区混凝土裂缝；

原因2、受力产生的裂缝：腹板的受剪裂缝；

原因3、基础不均匀沉降产生裂缝等；

原因4、混凝土收缩引起的裂缝；

原因5、温度作用引起的混凝土裂缝；

原因6、底板纵向钢筋锈蚀引起的裂缝；

原因7、外部作用引起的裂缝。

病害对比分析筛选模块根据输入的病害特征信息与病害成因存储模块中存储的造成病害的原因进行对比分析筛选得出：由特征8排除原因7；由特征2和特征3排除原因2；由特征4排除原因1；由特征3和特征4排除原因3；由特征1、特征5和特征6排除原因4；由特征7判断造成病害的原因6的可能性最大，因此，病害成因输出模块输出造成某预应力混凝土简支T梁桥出现该种裂缝的最大原因是底板纵向钢筋锈蚀引起的混凝土裂缝。

针对不同的裂缝宽度与成因，在病害处治方案存储模块中存储着不同的处理方法：1、不处理：由温度与收缩引起的宽度<0.06mm的裂缝；

2、表面封闭法：宽度<0.15mm的裂缝；

3、自动低压渗入法：数量较多，宽度在0.10~1.5mm的裂缝；

4、压力灌入法：较深，宽度≧0.15mm的裂缝；

5、其他：如裂缝由跨中截面受弯后受拉区混凝土开裂引起，宽度>0.2mm，则要判断是否有结构承载能力不足引起，相应的加固方法有增大截面法（混凝土，钢板，碳纤维）、体外预应力加固法、转换体系法等。

病害成因输出模块将病害成因输入到病害处治模块中，病害处治模块根据现存的处理方法，排除处理方法1、3、4和5，选择第二种处理方案，即对桥梁裂缝进行表面封闭处理。

本发明的另一实施例，如图3所示，桥梁病害诊断与养护决策系统还包括养护处治成本分析模块，用于根据病害处治模块给出的养护处治方案计算出养护处治成本。如图4所示，养护处治成本分析模块包括计算处治方案的工程量清单模块和工程概预算定额模块，根据处治方案计算出工程量清单，再与对应的工程概预算定额相乘计算出养护处治成本。养护处治成本分析模块，根据给出的养护处治方案给出养护处治成本，建设单位可根据养护处治成本，选择合适的养护处治方案，使得维护经费高效合理利用。

本发明的另一实施例，如图5所示，病害输入模块还包括病害参数提示模块，在人工输入参数遗漏参数时起提醒作用，提高参数的完整性，防止工作人员粗心或经验不足的工作人员漏采一些必要的数据，造成数据缺失，无法准确判断病害成因。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.桥梁病害诊断与养护决策系统，其特征在于：包括病害输入模块，用于输入待测桥梁病害特征信息；病害信息存储模块，用于存储现有桥梁病害特征信息；病害成因分析模块，用于将待测桥梁病害特征信息与病害信息存储模块中存储的现有桥梁病害特征信息进行对比分析出可能造成病害的原因；病害处治模块，用于根据病害成因分析模块得出的病害原因，给出养护处治方案和周期。

2.如权利要求1所述的桥梁病害诊断与养护决策系统，其特征在于：所述病害成因分析模块包括病害成因存储模块，用于存储现有桥梁病害成因信息；病害对比分析筛选模块，用于将输入的待测桥梁病害特征信息与病害成因存储模块中存储的现有桥梁病害成因信息进行对比分析，筛选出病害成因可能性较大原因；病害成因输出模块，用于输出病害对比分析筛选模块得出的结果。

3.如权利要求1所述的桥梁病害诊断与养护决策系统，其特征在于：还包括养护处治成本分析模块，用于根据病害处治模块给出的养护处治方案计算出养护处治成本。

4.如权利要求3所述的桥梁病害诊断与养护决策系统，其特征在于：所述养护处治成本分析模块包括计算处治方案的工程量清单模块和工程概预算定额模块，根据处治方案计算出工程量清单，再与对应的工程概预算定额相乘计算出养护处治成本。

5.如权利要求1所述的桥梁病害诊断与养护决策系统，其特征在于：所述病害处治模块中包括病害处治方案存储模块，存储现有针对桥梁病害成因的处治方案。

6.如权利要求1所述的桥梁病害诊断与养护决策系统，其特征在于：所述病害输入模块还包括病害参数提示模块，在人工输入参数遗漏参数时起提醒作用。