[發明專利]一種基于影響線的橋梁快速檢測方法

有效

• 申請號: 201710399585.2
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107132011B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 王寧波;黃天立;時名揚;沈炎;張詩潔
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00;G06F17/50
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

本發明涉及一種橋梁快速檢測方法，屬于土木工程應用技術領域。首先采用已知軸重和軸距的加載試驗車進行加載測得測試點的響應；然后通過采用特定函數(分段多項式和正弦波疊)擬合測點動力響應的方法提取橋梁的影響線信息；引入輪胎?路面應力分布經驗公式，建立輪胎?路面接觸力梯形分布模型；結合實際影響線信息和車輛輪胎?路面接觸力分布模型，采用線性疊加方法重構不同車輛荷載組合作用下橋梁測點響應信息，即實現基于影響線的橋梁快速檢測。本發明基于單一車輛的少數幾次行車試驗就能夠快速準確地獲取實際影響線信息，并重構出不同靜力荷載組合工況下橋梁響應信息，達到對橋梁的快速檢測，本發明方法解決了現有橋梁檢測方法存在的耗時長，經濟成本高以及較長時間交通阻斷等缺陷。

技術領域

本發明涉及一種基于影響線的橋梁快速檢測方法；屬于土木工程應用技術領域。

背景技術

橋梁結構的響應是與其各項基本物理參數相關的函數，一旦其承載能力出現退化，各項物理參數也必然隨之改變，從而使相同荷載作用下的結構響應也發生變化。通過對實測響應和理論計算結果的分析比較，可以準確地了解橋梁實際的運營狀態，并對其安全性和可靠性進行判定。

常用的橋梁承載力評定方法如靜載試驗法，將與最大設計荷載值相當的靜力荷載(如：多個車輛荷載)作用在橋上指定位置，然后對橋梁結構的位移、應變、裂縫寬度等參量進行測試，從而對橋梁結構在荷載作用下的工作性能做出評價。在現場測試中，靜載試驗需要的荷載量大，測試工況多，耗時長，可能導致較長時間交通阻斷，并且對測試環境的要求也較為嚴格，其開展成本較高。

在本課題組前期的研究如(專利號：201510212858.9)，其也嘗試提出了一種橋梁影響線動態測試方法。但隨著后期研究工作的進展，發現該方法從橋梁動力響應中提取測點影響線信息時，反算的初始影響線受振動干和擾測試噪聲影響較大而不利于實際影響線的準確提取。且在車輛速度不均勻的情況下，所提取的影響線形狀上存有一定的偏差。所以采用其用于檢測橋梁時，還存在精度上的問題?；诖?，為了實現高精度、快速檢測橋梁，提出了本發明。

發明內容

針對現有橋梁檢測方法存在的測試工況多，耗時長，可能導致較長時間交通阻斷，對測試環境的要求較為嚴格，開展成本較高等缺陷。本發明首次提出一種基于實際影響線的橋梁快速檢測方法。能夠快速準確地獲取不同靜力荷載工況下橋梁的響應信息。

本發明一種基于影響線的橋梁快速檢測方法，包括下述步驟：

步驟一：動力響應測試

采用已知軸重和軸距的加載試驗車，從橋梁一端上橋，以頻率f進行采樣，記錄車輛通過橋梁全過程的速度及橋梁各測點的動力響應；所述動力響應包括動應變、動撓度；

步驟二：影響線的計算和提取

以步驟一所得測點動力響應為基礎，通過分段多項式和正弦波的疊加來擬合測點的動力響應，從實測動力響應中提取橋梁的影響線信息；

步驟三：輪胎-路面接觸力分布模型的建立

引入輪胎-路面應力分布經驗公式和梯形分布模型和來建立輪胎-路面接觸力分布模型；

步驟四：不同靜力荷載工況下橋梁響應的計算

針對不同的靜力荷載組合工況，采用步驟三求得各輪胎-路面接觸力分布模型，結合步驟二所得實際影響線以及各輪胎-路面接觸力分布情況，線性疊加計算求得各測點在不同靜力荷載工況下的響應信息，從而實現響應重構。達到用“影響線測試”替代“靜載試驗”的目的。所述響應信息包括應變信息和撓度信息。

作為優選方案，一種基于影響線的橋梁快速檢測方法，其特征在于：步驟一中，動力響應測試時；按下述方案進行：

采用已知軸重和軸距的加載試驗車，從橋梁一端上橋，以頻率f進行采樣，記錄車輛通過橋梁全過程的速度及橋梁各測點的動力響應；