[发明专利]一种空心板梁桥铰缝协同工作系数计算方法

说明书

本发明提出了一种空心板梁桥铰缝协同工作系数计算方法，首先建立铰缝评估指标与铰缝协同工作系数的拟合回归曲线，根据拟合回归曲线得到与铰缝协同工作系数铰缝评估指标的数学公式；然后测量铰缝相关参数，包括铰缝病害长度、桥梁跨径长度、铰缝两侧板梁各自的挠度；计算并测定铰缝评估指标：测定缝相邻两板梁的竖向位移即铰缝错台、铰缝相邻两板梁的横向位移即铰缝开合；计算铰缝损伤度及铰缝两侧板梁的挠度比；将得到铰缝评估指标带入铰缝协同工作系数的表达式，得到实际的铰缝协同工作系数。本发明建立了关于铰缝协同工作系数与各评估指标的数学公式。

技术领域

本发明属于桥梁结构评估技术领域，特别是一种空心板梁桥铰缝协同工作系数计算方法。

背景技术

铰缝是空心板梁桥的薄弱环节，其一旦出现早期病害，性能会急剧下降，影响桥梁结构的横向传力特性，削弱结构整体受力性能，导致单板受力，直接影响结构的使用安全和使用寿命。关于铰缝健康状况的判定，目前主要通过荷载试验方法对铰缝的结构进行检测，荷载试验法判断铰缝受损的方式主要是对横向分布系数经过详细的分析，判断传递剪力是否正常，但是这种方式需要花费大量的人力物力，所以很难在大面积内施行。

现有人提出根据桥梁静载试验中的荷载大小、位置以及实测板梁位移等信息得到铰缝剪力和铰缝刚度。定义了铰缝传力能力指标Λi和铰缝刚度比指标λi，并提出相应的对铰缝损伤程度评判的方法，但是该方法以荷载试验为基础需耗费大量人力物力，不够方便，成本过大。张枢文.空心板梁铰缝的非接触式检测方法研究(J).低温建筑技术,2017,39(10):87-89.则采用板梁相对位移与空心板位移的比值作为评价指标，测试分析了在不中断交通的情况下某实桥空心板梁铰缝相邻处的各点位移，并对铰缝作出损伤评估，但该方法仅考虑铰缝损伤带来的位移变化作为评价标准，不能全面反映铰缝受损真实情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空心板梁桥铰缝协同工作系数计算方法，可在不中断交通的情况下进行铰缝损伤的判断，并且操作较为便捷，评价结果也较为全面。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种空心板梁桥铰缝协同工作系数计算方法，包括以下步骤：

步骤1、建立铰缝评估指标与铰缝协同工作系数的拟合回归曲线，根据拟合回归曲线得到与铰缝协同工作系数铰缝评估指标的数学公式；

所述铰缝评估指标包括铰缝损伤度λ、铰缝错台m、铰缝开合n和挠度比r；建立了关于铰缝协同工作系数f与各评估指标的数学表达式：f＝aλ^2.4+bm+cn+d ln r-e；其中a、b、c、d、e分别为根据拟合曲线得到的表达式的系数；

步骤2、测量铰缝相关参数，包括铰缝病害长度L₁、桥梁跨径长度L₂、铰缝两侧板梁各自的挠度S₁和S₂；

步骤3、计算并测定铰缝评估指标：

步骤3.1、测定缝相邻两板梁的竖向位移即铰缝错台m、铰缝相邻两板梁的横向位移即铰缝开合n；

步骤3.2、计算铰缝损伤度λ及铰缝两侧板梁的挠度比r；

步骤4、将得到铰缝评估指标带入铰缝协同工作系数f的表达式，得到实际的铰缝协同工作系数f。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)本发明的空心板梁桥铰缝协同工作系数计算方法，通过提出铰缝协同工作系数这一指标对铰缝的性能进行评价，并且将铰缝协同工作系数和各评估指标之间形成较好的拟合关系，继而建立了关于铰缝协同工作系数与各评估指标的数学公式。

(2)本发明的空心板梁桥铰缝协同工作系数计算方法，可对铰缝性能退化的程度进行量化表征。