[发明专利]大跨度钢结构桥梁主体结构健康安全监测分析方法

权利要求书

1.大跨度钢结构桥梁主体结构健康安全监测分析方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1、检测区域划分：将该大跨度钢结构桥梁主体结构以桥塔为中心划分为桥梁左侧检测区域和桥梁右侧检测区域，其中以通行的方向表示桥梁右侧；

S2、拉杆数量统计:所述拉杆数量统计包括对桥梁左侧检测区域拉杆数量的统计和桥梁右侧检测区域拉杆数量的统计，并将统计的桥梁左侧检测区域的拉杆按照预设顺序进行编号，依次标记为1，2，...i,...n,同时将统计的桥梁右侧检测区域的拉杆按照预设顺序进行编号，依次标记为1’，2’，...i’,...n’；

S3、拉杆基本参数检测：所述拉杆基本参数检测包括若干参数检测设备，其分别用于检测该桥梁拉杆的基本参数，其中，拉杆的基本参数包括拉杆长度、拉杆直径、拉杆管壁厚度和拉杆与桥面之间的倾斜角，利用参数检测设备中的三维激光扫描仪分别对该桥梁左侧检测区域和该桥梁右侧检测区域对应的各拉杆的长度和直径进行检测，进而获取该桥梁左侧检测区域各拉杆对应的长度、直径和桥梁右侧检测区域各拉杆对应的长度和直径，利用参数检测设备中的激光测厚仪分别对该桥梁左侧检测区域和右侧检测区域对应的各拉杆管壁厚度进行检测，进而获取该桥梁左侧检测区域各拉杆管壁对应的厚度和该桥梁右侧检测区域各拉杆管壁对应的厚度，同时利用参数检测仪器中的角度仪分别对该桥梁左侧检测区域各拉杆与桥面之间的倾斜角和该桥梁右侧检测区域各拉杆与桥面之间倾斜角进行测量，进而获取该桥梁左侧检测区域各拉杆与桥面之间的倾斜角和该桥梁右侧检测区域各拉杆与桥面之间的倾斜角，进而构建桥梁左侧检测区域拉杆基本参数集合Z_w(Z_w1,Z_w2,...Z_wi,...Z_wn)和桥梁右侧检测区域拉杆基本参数集合Y_e(Y_e1′,Y_e2′,...Y_ei′,...Y_en′)，Z_wi表示该桥梁左侧检测区域第i个拉杆对应的第w个基本参数，w表示桥梁左侧检测区域拉杆基本参数，w＝a,b,c,g,a,b,c和g分别表示该桥梁左侧检测区域拉杆对应的长度、直径、管壁厚度和拉杆与桥面之间的倾斜角，Y_ei′表示桥梁右侧检测区域第i个拉杆对应的第e个基本参数,e＝a’,b’,c’,g’，a’,b’,c’和g’分别表示该桥梁右侧检测区域拉杆对应的长度、直径、管壁厚度和拉杆与桥面之间的倾斜角；

S4、拉杆间距获取：分别获取该桥梁左侧检测区域拉杆与桥面接触点，进而将该接触点记为该桥梁左侧拉杆检测点，统计该桥梁左侧拉杆检测点的数量，进而将该桥梁左侧拉杆检测点按照预设顺序进行编号，依次标记为1，2，...j,...m,进而分别获取该桥梁左侧各相邻拉杆检测点之间的距离，并记为Δx，同时获取该桥梁右侧检测区域拉杆与桥面接触点，进而将该接触点记为该桥梁右侧拉杆检测点，统计该桥梁右侧拉杆检测点的数量，进而将该桥梁右侧拉杆检测点按照预设顺序进行编号，依次标记为1’，2’，...j’,...m’,进而分别获取该桥梁右侧各相邻拉杆检测点之间的距离，并记为Δx′；

S5、拉杆拉力检测：所述拉杆拉力检测包括若干第一拉力传感器和若干第二拉力传感器，所述第一拉力传感器分别安装在该桥梁左侧检测区域各拉杆的上端和下端，其用于检测该桥梁左侧检测区域各拉杆上端和下端对应的拉力，第二拉力传感器分别安装在该桥梁右侧检测区域各拉杆的上端和下端，其用于检测该桥梁右侧检测区域各拉杆上端和下端对应的拉力，进而获取该桥梁左侧检测区域当前时间段各拉杆上端对应的拉力和各拉杆下端对应的拉力以及该桥梁右侧检测区域当前时间段对应的各拉杆上端对应的拉力和各拉杆下端对应的拉力，将该桥梁左侧检测区域拉杆上端的拉力记为T，将该桥梁左侧检测区域拉杆下端的拉力记为T′，将该桥梁右侧检测区域拉杆上端的拉力记为F，该桥梁右侧检测区域拉杆下端的拉力记为F′；

S6、拉杆变形量分析与处理:根据该桥梁左侧检测区域拉杆基本参数集合，进而提取该桥梁左侧检测区域各拉杆对应的长度、直径、管壁厚度和拉杆与桥面之间的倾斜角，根据该桥梁右侧检测区域拉杆基本参数集合，提取该桥梁右侧检测区域各拉杆对应的长度、直径、管壁厚度和拉杆与桥面之间的倾斜角，将该桥梁左侧检测区域各拉杆对应的长度、直径、管壁厚度和拉杆与桥面之间的倾斜角与该桥梁左侧检测区域各拉杆对应的原始长度、原始直径、原始管壁厚度和原始拉杆与桥面之间的倾斜角进行对比，进而统计该桥梁左侧检测区域各拉杆变形影响系数，其中，该桥梁左侧检测区域各拉杆变形影响系数计算公式为B_d表示该桥梁左侧检测区域第d个拉杆对应的变形影响系数，d表示桥梁左侧检测区域拉杆编号，d＝1，2，...i,...n,Z_ad,Z_bd,Z_cd,Z_gd分别表示为该桥梁左侧检测区域第d个拉杆对应的长度、直径、管壁厚度、拉杆与桥面之间的倾斜角的数值，ΔZ_ad,ΔZ_bd,ΔZ_cd,ΔZ_gd分别表示为该桥梁左侧检测区域第d个拉杆对应的长度、直径、管壁厚度、拉杆与桥面之间的倾斜角与该桥梁左侧检测区域第d个拉杆对应的原始长度、原始直径、原始管壁厚度、原始拉杆与桥面之间的倾斜角的差值，Z_a原始d，Z_b原始d，Z_c原始d，Z_g原始d分别表示为该桥梁左侧检测区域第d个拉杆对应的长度、直径、管壁厚度、拉杆与桥面之间的倾斜角的原始数值，将该桥梁右侧检测区域各拉杆对应的长度、直径、管壁厚度和拉杆与桥面之间的倾斜角与该桥梁右侧检测区域各拉杆对应的原始长度、原始直径、原始管壁厚度和原始拉杆与桥面之间的倾斜角进行对比，进而统计该桥梁右侧检测区域各拉杆变形影响系数，其中，该桥梁右侧检测区域各拉杆变形影响系数计算公式为B′_r表示该桥梁右侧检测区域第r个拉杆对应的变形影响系数，r表示桥梁右侧检测区域拉杆编号，r＝1’，2’，...i’,...n’,Y_a′r,Y_b′r,Y_c′r,Y_g′r分别表示为该桥梁右侧检测区域第r个拉杆对应的长度、直径、管壁厚度、拉杆与桥面之间的倾斜角的数值，ΔY_a′r,ΔY_b′r,Y_c′r,ΔY_g′r分别表示为该桥梁右侧检测区域第r个拉杆对应的长度、直径、管壁厚度、拉杆与桥面之间的倾斜角与该桥梁右侧检测区域第r个拉杆对应的原始长度、原始直径、原始管壁厚度、原始拉杆与桥面之间的倾斜角的差值，Y_a′原始r,Y_b′原始r,Y_c′原始r,Y_g′原始r分别表示为该桥梁右侧检测区域第r个拉杆对应的长度、直径、管壁厚度、拉杆与桥面之间的倾斜角的原始数值，根据统计的该桥梁左侧检测区域各拉杆变形影响系数和该桥梁右侧检测区域各拉杆变形影响系数，统计该桥梁拉杆综合变形影响系数；

S7、拉杆偏移量分析与处理:根据该桥梁左侧各相邻拉杆检测点之间的距离，进而将该桥梁左侧各相邻拉杆检测点之间的距离分别与将该桥梁左侧各相邻拉杆检测点之间的标准距离进行对比，进而统计该桥梁左侧各拉杆偏移影响系数，该桥梁左侧各拉杆偏移影响系数计算公式为P_q表示该桥梁左侧检测区域第q个拉杆检测点对应的偏移影响系数，Δx_q表示该桥梁左侧第q个拉杆检测点与第q-1个拉杆检测点之间的距离，Δx_q标准表示该桥梁左侧第q个拉杆检测点与第q-1个拉杆检测点之间的标准距离，q表示该桥梁左侧拉杆检测点编号，q＝1，2，...j,...m,同时根据该桥梁右侧各相邻拉杆检测点之间的距离，进而将该桥梁右侧各相邻拉杆检测点之间的距离分别与将该桥梁右侧各相邻拉杆检测点之间的标准距离进行对比，进而统计该桥梁右侧各拉杆偏移影响系数，其中，该桥梁右侧各拉杆偏移影响系数计算公式为P′_k表示该桥梁右侧检测区域第k个拉杆检测点对应的偏移影响系数，Δx′_k表示该桥梁右侧第k个拉杆检测点与第k-1个拉杆检测点之间的距离，Δx′_k标准表示该桥梁右侧第k个拉杆检测点与第k-1个拉杆检测点之间的标准距离，k表示该桥梁右侧拉杆检测点编号，k＝1’，2’，...j’,...m’,根据统计的该桥梁左侧各拉杆偏移影响系数和该桥梁右侧各拉杆偏移影响系数，进而统计该桥梁拉杆综合偏移影响系数；

S8、拉杆拉力分析与处理：根据检测该桥梁左侧检测区域各拉杆上端对应的拉力和各拉杆下端对应的拉力，将该桥梁左侧检测区域各拉杆上端对应的拉力与该桥梁左侧检测区域各拉杆上端对应的标准拉力进行对比，进而统计该桥梁左侧检测区域拉杆上端拉力影响系数，其中，该桥梁左侧检测区域拉杆上端拉力影响系数计算公式为λ_d表示该桥梁左侧检测区域第d个拉杆上端拉力对应的影响系数，d表示拉杆编号，T_d表示该桥梁左侧检测区域第d个拉杆上端对应的拉力，T_d标准表示该桥梁左侧检测区域第d个拉杆上端对应的标准拉力，将该桥梁左侧检测区域各拉杆下端对应的拉力与该桥梁左侧检测区域各拉杆下端对应的标准拉力进行对比，进而统计该桥梁左侧检测区域拉杆下端拉力影响系数，其中，该桥梁左侧检测区域拉杆下端拉力影响系数计算公式为λ′_d表示该桥梁左侧检测区域第d个拉杆下端拉力对应的影响系数，d表示该桥梁左侧检测区域拉杆编号，T′_d表示该桥梁左侧检测区域第d个拉杆下端对应的拉力，T′_d标准表示该桥梁左侧检测区域第d个拉杆下端对应的标准拉力，进而统计该桥梁左侧检测区域拉杆综合拉力影响系数，其中，该桥梁左侧检测区域拉杆综合拉力影响系数计算公式为α_d表示该桥梁左侧检测区域第d个拉杆对应的综合拉力影响系数，同时根据检测的该桥梁右侧检测区域各拉杆拉杆上端对应的拉力和各拉杆下端对应的拉力，将该桥梁右侧检测区域各拉杆上端对应的拉力与该桥梁右侧检测区域各拉杆上端对应的标准拉力进行对比，进而统计该桥梁右侧检测区域拉杆上端拉力影响系数，其中，该桥梁右侧检测区域拉杆上端拉力影响系数计算公式为γ_r表示该桥梁右侧检测区域第r个拉杆上端拉力对应的影响系数，r表示该桥梁右侧检测区域拉杆编号，F_r表示该桥梁右侧检测区域第r个拉杆上端对应的拉力，F_r标准表示该桥梁右侧检测区域第r个拉杆上端对应的标准拉力，将该桥梁右侧检测区域各拉杆下端对应的拉力与该桥梁右侧检测区域各拉杆下端对应的标准拉力进行对比，进而统计该桥梁右侧检测区域拉杆下端拉力影响系数，其中，该桥梁右侧检测区域拉杆下端拉力影响系数计算公式为γ′_r表示该桥梁右侧检测区域第r个拉杆下端拉力对应的影响系数，F_r′表示该桥梁右侧检测区域第r个拉杆下端对应的拉力，F′_r标准表示该桥梁右侧检测区域第r个拉杆下端对应的标准拉力，进而统计该桥梁右侧检测区域各拉杆综合拉力影响系数，该桥梁右侧检测区域拉杆综合拉力影响系数计算式为β_r表示该桥梁右侧检测区域第r个拉杆对应的综合拉力影响系数，根据统计的该桥梁左侧检测区域各拉杆综合拉力影响系数和该桥梁右侧检测区域各拉杆综合拉力影响系数进而统计该桥梁拉杆拉力综合影响系数；

S9、拉杆综合分析与处理：根据统计的该桥梁拉杆综合变形影响系数、该桥梁拉杆综合偏移影响系数和该桥梁拉杆拉力综合影响系数进而统计该桥梁拉杆安全影响系数。