[發明專利]一種簡支梁橋撓度快速檢測方法

有效

• 申請號: 202111441874.7
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114323510B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 唐永圣;倉基剛
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00;E01D1/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了工程檢測技術領域的一種簡支梁橋撓度快速檢測方法，包括：利用安裝在橋梁底部跨中位置的應變傳感器采集車輛經過橋梁時的跨中應變時程響應；采用小波變換的方法過濾跨中應變時程響應的高頻振動信號，得到準靜態響應；將準靜態響應轉換成橋梁跨度方向的換算應變分布；將換算應變分布輸入考慮誤差修正的應變?撓度計算公式計算等效靜力撓度。本發明通過在橋梁底部跨中位置安裝一個應變傳感器，采集車輛交通荷載通過橋梁的結構應變時程響應，實現橋梁跨中等效靜力撓度快速測量，本發明理論清晰，技術裝置簡單，成本低，適用于中小跨橋梁的撓度快速檢測或監測。

技術領域

本發明涉及一種簡支梁橋撓度快速檢測方法，屬于工程檢測技術領域。

背景技術

因其施工方便、管理維護造價低、受力合理等優點，簡支梁橋廣泛應用于公路交通。但是，在交通荷載和環境的長期作用下，出現了各種病害，如梁板開裂、鉸縫破損等，影響了橋梁正常使用甚至安全運營。同時，考慮到簡支梁橋數量龐大，故對橋梁實施快速檢測顯得尤為重要。

撓度是反映橋梁健康狀況的關鍵參數，同時也是評價結構狀態的最直觀、最重要的指標。目前，測量撓度的方法主要有位移計法、GPS法、激光圖像法、連通管法、應變傳感器法等，這些方法各有其優點，但也存在一些不足：位移計法需要在橋底架設位移計，受環境因素制約；GPS不受大氣環境影響，布設簡單，但精度較低，不適用于中小跨橋梁；激光圖像法精度高，但設備成本高，其精度受限于測量距離；液體連通管法簡單，但長期性能差；應變傳感器法主要是通過測量橋梁的應變分布來計算撓度，受環境限制因素少，但需要傳感器數量多，后期維護成本高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種簡支梁橋撓度快速檢測方法，通過在橋梁關鍵位置安裝一個應變傳感器，采集車輛交通荷載作用下結構動態應變響應，即可反演橋梁的撓度。

為達到上述目的，本發明是采用下述技術方案實現的：

利用安裝在橋梁底部跨中位置的應變傳感器采集車輛經過橋梁時的跨中應變時程響應；

采用小波變換的方法過濾跨中應變時程響應的高頻振動信號，得到準靜態響應；

將準靜態響應轉換成橋梁跨度方向的換算應變分布；

將換算應變分布輸入考慮誤差修正的應變-撓度計算公式計算等效靜力撓度。

進一步的，將準靜態響應轉換成橋梁跨度方向的換算應變分布，包括：獲取指定時刻車輛在換算應變分布時所對應的空間位置，將該指定時刻的應變時程響應標記為包含該時刻空間位置的應變時程響應，得到橋梁跨度方向的換算應變分布，表達式為：

其中，t為時間，P₁和P₂分別為車輛的前后軸軸重，m為軸距，x(t)為t時刻車輛在換算應變分布時所對應的空間位置，v為行駛速度。

進一步的，考慮誤差修正的應變-撓度計算公式表示為：

其中，Δ為等效靜力撓度，ε(x)為換算應變分布，為考慮誤差修正后的修正虛彎矩，y為應變傳感器到中和軸的距離。

進一步的，考慮誤差修正后的修正虛彎矩為：

x＝x(t)

為考慮誤差修正后的修正虛彎矩，為單位荷載作用在簡支梁跨中時梁位置x處的虛彎矩，L為簡支梁橋的跨度；α、β分別為前、后軸軸重分配系數。

進一步的，前、后軸軸重分配系數為：