桥梁裂缝病害的矢量表示方式及数据处理方法

摘要

本发明公开了一种桥梁裂缝病害的矢量表示方式及数据处理方法，其矢量表示方式包括裂缝在梁体上的空间位置、裂缝的走向、裂缝的宽度、裂缝的长度、裂缝的形态特征及其它辅助信息；所述数据处理方法为：将桥梁的裂缝进行标准化矢量录入，最终形成裂缝矢量集合，基于与CAD软件接口，对矢量集合M进行不同方式的调用，建立桥梁裂缝病害的基本“病历本”，包括：裂缝在梁体上的分布示意图、裂缝随时间的发展示意图、裂缝随时间的长度变化曲线、裂缝随时间的宽度变化曲线、裂缝随时间的长度变化曲线图。本发明能对现有桥梁检测仪器取得的裂缝数据以标准化的矢量形式表述，方便进行计算机存储；且具有标准统一，录入和维护方便，储存容量小等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁检测数据的存储和分析技术，尤其是涉及桥梁裂缝病害的矢量表示方式及数据处理方法。

背景技术

随着经济的发展和路网的建设，交通量日益增长，车辆重型化趋势加大，超载车辆不断增多，大量的在役公路桥梁结构出现了各种病害，其中以裂缝为主要表现形式之一。裂缝的位置和形态近似反映了混凝土内拉应力的方向和集中部位，与产生拉应力的原因之间存在比较确定的对应关系。因此，桥梁裂缝如同病人的“症状”，准确掌握混凝土桥梁裂缝的特性，对于初步判断桥梁结构的“病因”以及评判裂缝的危害，从而采取合理的处置措施起着至关重要的作用；针对病害桥梁的裂缝检测手段和仪器各有不同，后期的裂缝描述方式也多种多样。传统的桥梁检测中主要采用图表法对裂缝病害进行表示，它将裂缝在梁体上的空间位置、裂缝的走向、裂缝的宽度、裂缝的长度、裂缝的形态特征及其它辅助信息标示在一张示意图或照片上，以达到记录裂缝信息的目的。然而上述传统图表法对不同的记录人员和记录时间，存在着标准难以统一，且数据的存储容量大等一系列缺点。另外，采用图表法，后期的调用和对桥梁裂缝病害的分析难度也较大。

发明内容

本发明目的在于提供一种桥梁裂缝病害的矢量表示方式及数据处理方法。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述桥梁裂缝病害的矢量表示方式及数据处理方法为：

所述桥梁裂缝病害的矢量表示方式，包括裂缝在梁体上的空间位置、裂缝的走向、裂缝的宽度、裂缝的长度、裂缝的形态特征及其它辅助信息；即：裂缝矢量表示方式如下：

Crack(i)=(Ai(xi、yi、zi),Bi(xi、yi、zi),Ci,Di,Ei) ；

Crack(i)—第i个裂缝的标准化特征矢量；

Ai,Bi—裂缝的起点和终点的空间坐标,基于单个桥梁建立坐标系，或基于单个构件建立坐标系；

Ci—裂缝的宽度；

Di—裂缝的形状特征值，事先在全局变量中定义，直线型裂缝-1、网状裂缝-2、龟裂裂缝-3，……；

Ei—裂缝的其它辅助特值信息，诸如裂缝的观测日期、观测机构或观测者；

所述数据处理方法为：将桥梁的裂缝进行标准化矢量录入，最终形成裂缝矢量集合，基于与CAD软件接口，对矢量集合M进行不同方式的调用，建立桥梁裂缝病害的基本“病历本”，包括：裂缝在梁体上的分布示意图、裂缝随时间的发展示意图、裂缝随时间的长度变化曲线、裂缝随时间的宽度变化曲线、裂缝随时间的长度变化曲线图。

本发明优点在于主要表现为：

1、能对现有桥梁检测仪器取得的裂缝数据以标准化的矢量形式表述，方便进行计算机存储；

2、由于裂缝的特征信息采用矢量表示方式表达，具有标准统一，录入和维护方便，储存容量小等优点；

3、采用标准化的矢量形式表示，能方便的建立裂缝病害数据库；基于与CAD软件接口，对矢量集合M进行不同方式的调用；建立桥梁裂缝病害的基本“病历本”，诸如裂缝在梁体上的分布示意图、裂缝随时间的发展示意图、裂缝随时间的长度变化曲线、裂缝随时间的宽度变化曲线、裂缝随时间的长度变化曲线等图表，为桥梁裂缝病害的预测提供科学依据。

附图说明

图1是所述桥梁的某条裂缝检测信息汇总图表。

图2是所述桥梁的裂缝矢量信息组成框图。

图3是所述桥梁裂缝病害的矢量表示方式及数据处理方法的流程框图。

图4是通过调用所述裂缝矢量集合并与CAD接口得到的梁体底面裂缝结果示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

本发明所述桥梁裂缝病害的矢量表示方式及数据处理方法，现以某线路桥梁为例作进一步说明：

该桥梁的主梁梁体底面存在大量的横向裂缝；十年间，每年定期对该桥梁进行裂缝检测，并对检测数据进行记录存档。现采用本发明提出桥梁裂缝病害的矢量表示方式及数据处理方法建立该空心板桥的裂缝病害数据集合，并进行数据的调用和分析。

采用裂缝非接触裂缝检测仪、三维全断面扫描仪等桥梁检测仪器对该桥梁的第三跨空心板底面进行裂缝检测，某条裂缝的检测结果汇总如图1所示。上述裂缝检测结果主要包含裂缝在梁体上的空间位置、裂缝的走向、裂缝的宽度、裂缝的长度、裂缝的形态特征及其它辅助信息，如图2所示。

将图1中的桥梁裂缝病害采用本发明提出的矢量表示方式表示如下：

Crack(1)=(7,45,5,12.5,47.8,5,0.9824,1,20110428)

上述裂缝矢量的含义如下：

Ai,Bi—裂缝起点的空间坐标为(7、45、5)，终点的坐标为（12.5,47.5,5）本实施例是基于该桥梁建立的局部坐标系；

Ci—裂缝的宽度为0.9824mm；

Di—裂缝为直线型直线特征值为1；

Ei—该裂缝的观测日期为2011年04月28日。

本实施例中，将十年间的全部裂缝采用标准化矢量表示，并按照图3中的框架建立裂缝病害的数据库。后期对裂缝病害进行分析时，可方便的调用该数据库数据库中的数据，得到诸如裂缝在梁体上的分布示意图、裂缝随时间变化的发展示意图、裂缝随时间的宽度增长曲线、裂缝随时间的宽度变化曲线、裂缝随时间的长度变化曲线、裂缝间距统计等分析图表。本实施例中得到所述第三跨主梁底面上横向裂缝分布示意图如图4所示。

发明所述裂缝的特征信息不局限以上实施例，Crack(i) 是可扩展的N维矢量，后期矢量集合的调用方式也不局限以上实施例，根据不同需要可进行丰富和拓展。