[發明專利]基于分布式宏應變的大跨變截面連續梁橋的損傷識別方法

在審

• 申請號: 202210708190.7
• 申請日: 2022-06-21
• 公開（公告）號: CN115326322A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 吳必濤;林澤方;歐陽耀;梁杰;任亮;盧華喜
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00;G01N19/08
• 代理公司: 北京盛凡佳華專利代理事務所(普通合伙) 11947
• 代理人: 李沖

本發明涉及基于分布式宏應變的大跨變截面連續梁橋的損傷識別及狀態評估方法，包括以下步驟：使用若干長標距應變傳感器按一定密度對被監測橋梁進行區域覆蓋；采集移動車輛荷載行駛通過被監測大跨變截面連續梁橋的長標距應變響應；隨機挑選若干樣本數據進行分析，減小測量誤差；對所測得的數據進行求解，提取靜態長標距應變信號，得到長標距應變時程曲線；求解長標距應變時程曲線所包圍的面積大小，繪制長標距應變影響線；對所得到的長標距應變影響線進行分析得到橋梁的剛度退化情況。本發明能在不影響運營交通的情況下實現對大跨變截面連續梁橋梁損傷狀況的快速評估，得到橋梁的剛度退化情況，極大提高了監測效率，為橋梁的運營安全提供了保障。

技術領域

本發明涉及橋梁結構及傳感監測技術領域，具體是一種車輛荷載下基于分布式宏應變的大跨變截面連續梁橋的損傷識別及狀態評估方法。

背景技術

公路橋梁是高速交通系統中的關鍵結構，由于日益嚴重的超載現象、日復一日的車輛荷載循環導致橋梁結構退化，結構的突然失效可能會造成生命和財產的重大損失，因此橋梁的損傷識別受到科學界和工程界研究人員的廣泛關注，開展對既有公路橋梁的健康監測研究顯得尤為迫切，維護橋梁健康狀況對公路的安全運營至關重要。諸多學者針對此類問題提出了各種方法，但大都是通過測試橋梁振動、位移、應變實現對橋梁進行健康監測，由于健康監測系統較貴的安裝維護成本在中小跨徑的橋梁中研究較少，上述方法通常用于大跨徑的橋梁。其中應變影響線理論也被用于結構健康監測，主要包括應變影響線和位移影響線。應變影響線理論首先是用于橋梁的車輛荷載識別，由于傳統應變傳感器是“點式”測量，測量范圍過于局部，并不能獲取完整結構的應變，尤其是橋梁這種長跨結構，滿布應變計顯然不現實，因此應變影響線理論并未運有效用于實際橋梁結構的剛度退化識別和剛度監測。以往基于分布式宏應變的橋梁損傷識別方法主要針對中小跨等截面的橋梁，在采用該技術對大跨變截面橋進行損傷識別及狀態評估時，因為橋梁截面高度的不斷變化導致原有方法失去有效性，本發明針對這一難題，推導了大跨變截面連續梁橋剛度與宏應變的力學關系、提出了大跨變截面連續梁橋的損傷識別方法及狀態評估方法。

發明內容

本發明的目的在于提供基于分布式宏應變的大跨變截面連續梁橋的損傷識別方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為：基于分布式宏應變的大跨變截面連續梁橋的損傷識別方法，具體包括以下步驟：

1)布置傳感器：在被監測橋梁布置若干長標距應變傳感器，具體數量視被測橋梁的長度所定；

2)采集數據：采集移動車輛荷載行駛通過被監測橋梁的長標距應變響應；

3)數據分析：隨機挑選若干樣本數據進行分析減小測量誤差，多次監測求取平均值，以提高監測準確性；

4)求解得出準靜態應變時程曲線：對所測得的大跨變截面連續梁橋長標距應變數據根據本文發明提供的算法進行求解，提取大跨橋梁準態長標距應變信號，得到準靜態應變時程曲線；

5)求解并構成應變影響線：求解所有長標距傳感器的長標距應變時程曲線隨時間的積分值大小，構成大跨變截面連續剛構橋的應變影響線；

6)計算橋梁的剛度退化評估指標；

7)分析得出結果：根據評價指標，對所得到的長標距應變影響線進行分析得到橋梁的剛度退化情況及損傷識別結果；

8)損傷定位和評估：根據評估指標進行大跨變截面連續梁橋的損傷定位和損傷量化評估。

作為一種優選方案，大跨變截面連續梁橋包括混凝土橋或鋼橋、預應力和非預應力的連續剛構橋，橋梁結構類型不受橋梁材料限制。

作為一種優選方案，大跨變截面連續橋梁截面不受限制，包括但不限于箱型截面、T型截面。

作為一種優選方案，步驟1)中所述長標距傳感器為長標距光纖光柵傳感器、長標距的電阻應變傳感器中的至少一種。