[發明專利]一種鋼箱梁疲勞裂紋開裂位置的定位編碼方法

有效

• 申請號: 201811295164.6
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109753674B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 吉伯海;袁周致遠;傅中秋
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F40/126
• 分類號: G06F40/126;G06F16/29
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 彭英

本發明公開了一種鋼箱梁疲勞裂紋開裂位置的定位編碼方法，通過建立橋梁GIS平面坐標系、主體構件編號及命名、建立U肋結構單元局部坐標、開裂位置劃分和編號、裂紋位置信息編碼五個步驟實現了大跨橋梁鋼箱梁疲勞裂紋在縱橋向、橫橋向、內部空間及具體擴展方向的準確定位。同時，所提出的定位方法可適用于不同類型、不同走向的大跨橋梁鋼箱梁的疲勞裂紋定位，可促進鋼箱梁養護的標準化進程。

技術領域

本發明屬于鋼橋維護技術領域，具體涉及鋼箱梁疲勞裂紋開裂位置定位及編碼方法。

背景技術

鋼箱梁因其自重輕、承載能力大、抗風穩定性好、便于工廠化制造等特點，廣泛應用于大跨/特大跨橋梁的中。鋼箱梁的構造較為復雜，內部由眾多縱肋和橫肋交錯焊接，形成了正交異性鋼橋面板體系。但由于其板厚較薄，車載荷載作用下應力影響線端，局部焊接殘余應力大等原因使得鋼箱梁的正交異性鋼橋面板的疲勞問題較為嚴重。疲勞裂紋往往在頂板、縱肋和橫肋三者焊接的部位產生，并且發展迅速。目前在對疲勞裂紋檢查過程中，往往只記錄對應的具體位置以及粗略的長度，其他裂紋信息通常被忽略，比如具體的萌生部位、裂紋擴展路徑等。采用人工拍照的方式能夠較為準確地記錄疲勞裂紋擴展過程中地重要信息，但由于相應技術手段缺乏，只能采用手持式相機或手機進行拍照，并且需要雙手的支撐以及輔助操作，在鋼箱梁內無法提高效率。同時，在利用現有手段進行拍照采集時，照片中仍缺少裂紋在橋梁中具體位置的信息，使得在后期照片整理過程中容易產生丟失、新增、對不上等情況的發生，嚴重影響疲勞裂紋信息采集的準確性。

發明內容

技術方案：為了解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：步驟1：橋梁GIS平面坐標系的建立：首先，通過GIS對大跨橋梁的橋面板的地理位置，按照東南西北四個方向進行劃分；然后，設置橋梁的原點，以該原點將大橋車道分為西側行車道和東側行車道；接著，以大橋管理中心為原點，對大橋上鋼箱梁按照離大橋管理中心由近到遠依次編號，同時對鋼箱梁的橋面U肋按照由兩側向中間的順序依次編號，其中：設在西側行車道上的橋面U肋的編號前添加符號“+”，設在東側行車道上的橋面U肋的編號前添加符號“-”；

步驟2：對鋼箱梁橋面板的主要構件以及焊縫進行編號，所述主要構件包括頂板、U肋、橫隔板和加勁肋；

步驟3：針對U肋的局部結構單位建立局部坐標系統，用于劃分U肋四周裂紋的具體開裂位置；

步驟4：對U肋四周裂紋的具體開裂位置進行劃分和編碼；

步驟5：對經過劃分和編號后的開裂位置信息進行組合編碼。

進一步改進，所述橋梁的原點選擇大橋管理中心。

進一步改進，所述U肋四周裂紋的開裂位置的編碼包括空間位置信息和局部位置信息，所述空間位置信息包括橫隔板號、U肋號和裂紋代號，所述局部位置信息包括裂紋在局部坐標系中的位置編碼；所述開裂位置的編碼通過條形碼或BIM技術進行讀取和解析。

進一步的，所述鋼箱梁橋面板的主要構件以字母作為代號，且頂板、U肋、橫隔板和加勁肋按優先級先后排序，主要構件之間的焊縫以兩者之間的字母代號按照優先級先后進行組合編碼。

進一步的，針對獨立的鋼箱梁單元建立各自的U肋結構單元的局部坐標系，以U肋結構單元的中心建立十字坐標，以第四象限為首位并標記為序號“1”，并按順時針對其他象限依次標記阿拉伯數字序號，U肋開裂位置通過U肋編號與開裂所處象限的序號的組合進行編碼。

進一步的，所述橫隔板母材的裂紋位置按照東西上下四個方位進行方位數字編號，并以橫隔板代號與裂紋方位數字編號的組合作為橫隔板裂紋的編碼。

進一步的，所述頂板與U肋之間的焊縫裂紋的位置以該焊縫裂紋相對橫隔板的南北方向，以及相對U肋的東西方向進行方位數字編號，然后將該處焊縫裂紋的頂板與U肋的編碼，組合該方位數字編號形成頂板與U肋之間的焊縫裂紋的組合編碼。