[發明專利]基于彈性約束支承梁轉角影響線的梁橋損傷檢測方法

有效

• 申請號: 201911030333.8
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN111024421B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 周宇;萬楊旭;吳侃;黃浩;劉金澳;李寧
• 申請（專利權）人: 安徽建筑大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01M5/00;G06F30/13
• 代理公司: 合肥東邦滋原專利代理事務所(普通合伙) 34155
• 代理人: 王蕓

1.基于彈性約束支承梁轉角影響線的梁橋損傷檢測方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

步驟一：建立彈性約束支承梁模型：在梁端截面上、下緣設置與梁縱軸平行的一對彈簧用于實現彈性轉動約束，在梁支座處采用具有彈性的彈簧支承替代豎向的理想鏈桿，以此用來描述梁橋支墩產生的豎向彈性變形；

步驟二：對彈性約束支承梁進行影響線加載；

步驟三：在彈性約束支承梁模型中的梁端設置滑動支座；

步驟四：引入截面不確定參數，為具有不確定性的實際剛度與可確定的設計剛度間的偏差，用于描述實際梁橋結構參數與初始設計圖紙之間的建造誤差，求解彈性約束支承梁剛體轉角影響線；

步驟五：基于力法原理，求解彈性約束支承梁結構任意截面由轉動約束與自身抗彎剛度的彎曲效應疊加引起的截面轉動，利用兩個等效彎矩替代梁端彈性轉動約束，建立梁端轉動平衡方程，建立任意截面彎矩影響線解析式；

步驟六：建立虛擬梁模型，建立虛擬梁模型各點彎矩表達式，利用圖乘法求解彈性約束支承梁結構任意截面由轉動約束與自身抗彎剛度的彎曲效應疊加引起的截面轉動；

步驟七：將彈性約束支承梁剛體轉角影響線和彈性約束支承梁結構任意截面由轉動約束與自身抗彎剛度的彎曲效應疊加引起的截面轉動疊加，推導得到彈性約束支承梁的轉角影響線解析表達式；

步驟八：分析損傷前后的所述轉角影響線解析表達式，建立任意測試截面在損傷前后的轉角影響線差值的表達式；

步驟九：根據轉角影響線差值的表達式可知，當移動集中力位于損傷區內，轉角影響線差值是移動集中力位置變量的三次函數，當移動集中力位于損傷區外，轉角影響線差值是移動集中力位置變量的一次函數，建立基于彈性約束支承梁的轉角影響線差曲率的損傷診斷指標的表達式；

步驟十：根據轉角影響線差曲率的損傷診斷指標的表達式可知，當移動集中力位于彈性約束支承梁的損傷區外，轉角影響線差曲率為零，當移動集中力進入損傷區內，轉角影響線差曲率不為零，利用這一解析特征即可定位彈性約束支承梁的損傷位置。

2.根據權利要求1所述的基于彈性約束支承梁轉角影響線的梁橋損傷檢測方法，其特征在于：當截面抗彎剛度確定時，根據實測的轉角影響線差曲率，求解截面抗彎剛度退化程度，并定義為殘余抗彎剛度率。

3.根據權利要求1所述的基于彈性約束支承梁轉角影響線的梁橋損傷檢測方法，其特征在于：所述梁橋損傷檢測方法還包括基于移動荷載疊減的三步加載方式，具體包括以下步驟：

S1：選擇兩輛兩軸加載車，保證兩車軸距相同且前后軸重比不同，且加載車在梁橋結構彈性變形范圍內進行加載；

S2：利用兩加載車分別對梁橋進行準靜態影響線加載，保證對診斷梁橋的加載步長一致，即兩次影響線加載的梁橋虛擬加載節點相同，通過控制加載車輛移動速度一致實現，提取并記錄兩次轉角響應數據；

S3：計算兩加載車前軸等效集中力的最小公倍數，對兩車后軸等效集中力進行相應倍率放大后做差即為等效加載集中力；然后將兩次測得的轉角響應數據同倍率放大后做差，得到對應集中力加載下的轉角響應，用于診斷梁橋損傷。