[發(fā)明專利]一種基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的橋梁實時撓度校驗系數(shù)計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011530914.0
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112762885B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設計）人: 李波;劉龑;王文劍;陳偉健;奚鵬;章世祥
• 申請（專利權(quán)）人: 華設設計集團股份有限公司;華設檢測科技有限公司
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G01M5/00;G06F17/15;G06F30/13;G06F30/23
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 岑丹

本發(fā)明公開了一種基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的橋梁實時撓度校驗系數(shù)計算方法，包括：在監(jiān)測點布設交通荷載及豎向撓度監(jiān)測傳感器；建立橋梁有限元模型，獲取豎向撓度監(jiān)測點的位移影響線；采集指定監(jiān)測期內(nèi)的撓度數(shù)據(jù)及交通荷載數(shù)據(jù)；獲取車輛荷載作用下的實際位移數(shù)據(jù)；獲得車載荷載作用下的理論位移數(shù)據(jù)；分別取每個設定時間段內(nèi)實際位移數(shù)據(jù)、理論位移數(shù)據(jù)的最大值，進行概率密度分布分析；分別判斷位移概率分布函數(shù)是否符合極值Ⅰ型概率密度分布特征；若位移概率分布函數(shù)符合極值Ⅰ型概率密度分布特征，計算校驗系數(shù)來評估結(jié)構(gòu)性能。本發(fā)明實現(xiàn)了車載作用與位移響應的關聯(lián)分析，在數(shù)據(jù)采集過程中實時計算橋梁撓度校驗系數(shù)，以實時評估監(jiān)測橋梁結(jié)構(gòu)性能。

技術領域

本發(fā)明屬于橋梁監(jiān)測技術領域，具體為一種基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的橋梁實時撓度校驗系數(shù)計算方法。

背景技術

目前，評價橋梁承載能力常用的方法之一就是對所要檢測的橋梁進行荷載試驗，校驗系數(shù)是橋梁荷載試驗評定最重要的指標之一，主要通過橋梁靜載試驗控制截面實測值和理論計算值的比值來確定，校驗系數(shù)常值范圍的精度直接決定橋梁承載力評定的可靠程度，傳統(tǒng)校驗系數(shù)取值范圍的確定主要是通過荷載試驗，但由于測試儀器的精密程度、測試方法的選擇、現(xiàn)場測試環(huán)境、測試人員的經(jīng)驗等而導致誤差的存在，且無法對橋梁結(jié)構(gòu)性能進行長期、實時的評估，因此，要想真實反映結(jié)構(gòu)實際的安全儲備，需要一種實時、長期的荷載試驗校驗系數(shù)計算方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的橋梁實時撓度校驗系數(shù)計算方法，以解決傳統(tǒng)校驗系數(shù)的取值粗略且無法對橋梁結(jié)構(gòu)性能進行長期、實時的評估的問題。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案為：一種基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的橋梁實時撓度校驗系數(shù)計算方法，包括以下步驟：

S1、設定監(jiān)測點，在監(jiān)測點布設交通荷載及豎向撓度監(jiān)測傳感器；

S2、建立橋梁有限元模型，獲取豎向撓度監(jiān)測點的位移影響線；

S3、采集指定監(jiān)測期內(nèi)的撓度數(shù)據(jù)及交通荷載數(shù)據(jù)；

S4、對撓度數(shù)據(jù)進行帶通濾波，獲取車輛荷載作用下的實際位移數(shù)據(jù)；

S5、將交通荷載數(shù)據(jù)加載于撓度監(jiān)測點的位移影響線，得到車輛荷載作用下的理論位移數(shù)據(jù)；

S6、分別取每個設定時間段內(nèi)實際位移數(shù)據(jù)、理論位移數(shù)據(jù)的最大值，進行概率密度分布分析，用最小二乘法進行擬合得到理論位移極值Ⅰ型概率密度分布函數(shù)和實際位移極值Ⅰ型概率密度分布函數(shù)，通過積分得到理論位移概率分布函數(shù)和實際位移概率分布函數(shù)；

S7、利用K-S檢驗方法分別判斷理論位移概率分布函數(shù)和實際位移概率分布函數(shù)是否符合極值Ⅰ型概率密度分布特征；

若理論與實際位移概率分布函數(shù)均符合極值Ⅰ型概率密度分布特征，計算校驗系數(shù)來評估結(jié)構(gòu)性能；

若理論或者實際位移概率分布函數(shù)不符合極值Ⅰ型概率密度分布特征，返回步驟3，重新采集數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述撓度數(shù)據(jù)采集頻率在10Hz以上。

優(yōu)選地，所述交通荷載信息包括：采集時間、車道、軸數(shù)、車速、總重、軸重及軸距。

優(yōu)選地，所述指定監(jiān)測期為7天。

優(yōu)選地，所述極值Ⅰ型概率密度分布函數(shù)具體為：

f(x)＝αe^-α(x-μ)exp[e^-α(x-μ)],-∞x∞

式中， μ＝m-0.57722/α，σ表示標準差，m表示均值，x表示樣本數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，位移概率分布函數(shù)具體為：

F(x)＝exp[e^-α(x-μ)],