[發明專利]基于折角控制的拱橋吊桿更換的監控方法

在審

• 申請號: 201811136222.0
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109033727A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 吳濤;陳勇;邢云;吳華勇;崔鑫
• 申請（專利權）人: 上海市建筑科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G01C1/00
• 代理公司: 上海三方專利事務所 31127
• 代理人: 吳瑋;胡薇

1.一種基于折角控制的拱橋吊桿更換的監控方法，其特征在于，

包括橋面折角閾值的計算，基于對橋面變形矩陣、橋面折角矩陣計算出橋面折角閾值A_max：

步驟一，假設在a#吊桿處施加單位力時，b#吊桿處的橋面變形為得到全橋一側吊桿的變形影響矩陣(1-2)，其中矩陣的階數n等于一側吊桿數；

步驟二，基于橋面變形矩陣(1-2)，結合更換吊桿位置處橋面折角A求得橋面折角矩陣D^θ，其中L代表吊桿的間距；

步驟三，各吊桿位置處的折角θ可根據式(1-3)計算得到；

θ＝D^θF (1-3)

式中F＝[F₁ F₂ … F_n]^T為單位力列向量，各分量為各吊桿位置處施加的力；

式中θ＝[θ₁ θ₂ … θ_n]^T，各分量為各吊桿位置處的折角；

步驟四，對該橋梁建立有限元模型，然后根據步驟一所述的方法提取該橋梁結構的橋面變形矩陣D^d，然后根據步驟二所述的方法轉化成橋面折角矩陣D^θ；從橋面折角矩陣建立過程以及定義可知該矩陣第i行對應的就是第i根吊桿處橋面折角的縱向影響線；由于正常運營狀態下橋面最大折角均為橋面活載引起，因此采用各吊桿的橋面折角影響線加載，可求得正常運營狀態下各根吊桿位置橋面最大折角，即吊桿更換過程中各根吊桿位置橋面折角閾值A_max；

還包括基于折角量測的現場監控，

步驟五，基于折角量測的現場監控，使用傾角儀直接采用直觀的折角進行監控，

考慮橋面的變形方式，現場監測中在更換吊桿的吊點位置左右各放置一個傾角儀，在相鄰的兩根吊桿位置各放置一個傾角儀，通過監測4個傾角儀的數值推算出待更換吊桿處橋面最大折角，吊桿更換過程中橋面最大折角不超過相應橋面折角閾值A_max，確保吊桿更換過程中橋梁構件的安全。

2.如權利要求1所述的一種基于折角控制的拱橋吊桿更換的監控方法，其特征在于，考慮到更換吊桿位置處橋面折角A的值較小，更換吊桿位置處橋面折角A近似用式(1-1)計算：

其中A為更換吊桿位置處橋面折角，X為橋面位置與跟換吊桿之間的垂直高度，Y為一側相鄰吊桿垂直高度，Z為另一側相鄰吊桿垂直高度，L為吊桿的間距。

如權利要求1所述的一種基于折角控制的拱橋吊桿更換的監控方法，其特征在于，其中矩陣的階數n等于一側吊桿數，位移以向上為正，向下為負。

3.如權利要求1所述的一種基于折角控制的拱橋吊桿更換的監控方法，其特征在于，橋面折角矩陣，矩陣第i行對應的就是第i根吊桿處橋面折角的縱向影響線。

4.如權利要求1所述的一種基于折角控制的拱橋吊桿更換的監控方法，其特征在于，4個傾角儀可以接入到監測系統進行自動化采集數據并進行控制分析，實現實時監測。

5.如權利要求1所述的一種基于折角控制的拱橋吊桿更換的監控方法，其特征在于，由于正常運營狀態下橋面最大折角均為橋面活載引起，因此采用各吊桿的橋面折角影響線加載，可求得正常運營狀態下各根吊桿位置橋面最大折角，即吊桿更換過程中各根吊桿位置橋面折角閾值，要吊桿更換過程中橋面最大折角不超過相應橋面折角閾值，即可保證橋面鋪裝不會因過大折角導致受彎開裂。