[發明專利]損傷狀態傾角對稱斜率的等截面梁損傷識別方法

有效

• 申請號: 201910798950.6
• 申請日: 2019-08-28
• 公開（公告）號: CN110487576B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 唐盛華;張佳奇;張學兵;秦付倩;楊文軒;成鵬;劉宇翔
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01M5/00
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 烏景瑞

本發明公開了一種損傷狀態傾角對稱斜率的等截面梁損傷識別方法，步驟如下：對損傷梁結構施加荷載，獲得梁結構損傷后的實測傾角曲線；對梁結構損傷后的傾角求對稱斜率，并初步判斷損傷位置；剔除損傷位置的傾角對稱斜率值，對傾角對稱斜率曲線分段擬合，得到損傷前的傾角對稱斜率估計值，與損傷后傾角對稱斜率做差，進一步判斷損傷位置；通過梁結構損傷前的傾角對稱斜率估計值與損傷后的實測傾角對稱斜率相對變化進行損傷程度定量。本發明可確定梁結構的損傷位置及損傷程度；而且能夠應用于不同的梁結構損傷識別中，適應性好；為梁結構損傷定位與定量分析提供了一種有效的方法，能夠方便的應用于橋梁的損傷評估。

技術領域

本發明屬于梁結構健康監測領域，涉及一種梁結構的無損檢測技術，具體涉及一種損傷狀態傾角對稱斜率的等截面梁損傷識別方法。

背景技術

近年來，我國舊橋越來越多，出現的問題也日益顯著。既有橋梁很多已不能滿足功能性需求，橋梁斷裂、坍塌等安全事故時有發生，土木工程領域學者逐漸意識到對橋梁結構進行健康監測和安全評估的重要性，并研究了各種損傷識別技術。結構損傷識別是橋梁結構健康監測系統的重要組成部分，目前主要有兩大類損傷識別方法，一類是基于動力參數的損傷識別方法，主要通過橋梁結構模態(振動頻率和振型)的變化判斷結構損傷，此類方法對測點數量、傳感器測量精度、模態參數識別方法等要求較高。另一類方法是基于靜力參數的損傷識別方法，基于靜力參數的結構損傷識別方法可有效避免質量、特別是阻尼等的不確定性影響，同時由于目前測量設備和技術已先進成熟，用較低成本即可得到結構相當準確的測量值，因此，基于靜力參數的結構損傷識別技術受到廣泛的研究。

基于靜力參數的結構損傷識別技術研究較多的指標為基于撓度、靜力應變以及支座反力影響線指標等，隨著傾角傳感器技術的進步，橋梁損傷前后結構傾角曲線的變化有望應用于結構的損傷識別中，目前，鮮見有關傾角損傷識別相關的文獻報道。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種能夠對梁結構進行損傷定位，并能由傾角對稱斜率計算損傷程度的損傷狀態傾角對稱斜率的等截面梁損傷識別方法。

本發明采用的技術方案是：一種損傷狀態傾角對稱斜率的等截面梁損傷識別方法，包括如下步驟：

(1)對損傷后的梁結構劃分單元，并施加集中荷載或均布載荷，以每個單元的兩端為測點，獲得梁結構損傷后的實測傾角曲線；

(2)對梁結構損傷后的傾角求對稱斜率，通過傾角對稱斜率曲線的突變峰值初步判斷損傷位置；

(3)對損傷后的梁結構施加集中荷載時，剔除損傷位置的傾角對稱斜率值，對傾角對稱斜率曲線進行分段線性擬合，得到損傷前的傾角對稱斜率估計值，與損傷后傾角對稱斜率做差，進一步判斷損傷位置；

對損傷后的梁結構施加均布載荷時，傾角對稱斜率曲線在均布荷載作用的跨度采用二次拋物線擬合，梁結構的沒有施加荷載的跨的傾角對稱斜率曲線采用線性擬合；

(4)通過梁結構損傷前的傾角對稱斜率估計值與損傷后的實測傾角對稱斜率相對變化，進行梁結構損傷程度定量分析。

上述的損傷狀態傾角對稱斜率的等截面梁損傷識別方法中，當梁結構是超靜定結構時，步驟(1)中對損傷后的梁結構施加多次荷載，多次荷載施加在梁結構的不同位置，獲得多個梁結構損傷后的實測傾角曲線；對于獲得的每個實測傾角曲線通過步驟(2)和步驟(3)判斷損傷位置，通過步驟(4)進行梁結構損傷程度定量分析，并對比每個實測傾角曲線所得的梁結構的損傷位置和損傷程度，判斷結果的準確性。

上述的損傷狀態傾角對稱斜率的等截面梁損傷識別方法中，步驟(2)中，第i測點處的傾角對稱斜率θ′_i通過該測點相鄰兩測點的傾角進行計算，其中測點為單元的端點：