[发明专利]一种桥梁支座损伤的动力监测方法及系统有效

专利信息
申请号: 202110534662.7 申请日: 2021-05-17
公开(公告)号: CN113251988B 公开(公告)日: 2023-06-06
发明(设计)人: 沈国根;唐永圣;余郁;潘添;张玉民;赵策;成晔;鄂俊宇;蔡腾騰 申请(专利权)人: 扬州市市政建设处
主分类号: G01B21/32 分类号: G01B21/32;G01B11/16;G06F17/14
代理公司: 南京纵横知识产权代理有限公司 32224 代理人: 王丽霞
地址: 225002 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 桥梁 支座 损伤 动力 监测 方法 系统
【说明书】:

发明提供了一种桥梁支座损伤的动力监测方法及系统,属于工程监测技术领域。方法包括:在桥梁支座附近的梁底安装应变传感器;测量车载作用下的动态应变响应;根据傅里叶变换计算梁底的一阶应变模态横向分布形状;依据应变模态形状的变化,判断支座是否发生损伤,并依据应变模态形状改变量,对损伤进行量化。本发明将桥梁支座损伤监测转化为梁底横向动态应变的监测,不仅可以准确、及时的识别损伤,还可以对损伤程度进行量化,为桥梁支座损伤监测提供了新方法,且结构简单、成本低,市场竞争力强。

技术领域

本发明属于工程监测技术领域,具体涉及一种桥梁支座损伤的动力监测方法及系统。

背景技术

支座是桥梁结构上重要组成部分,它的造价虽然在桥梁建设费用中占得比例相对较低,但是支座在桥梁结构中的作用是不可替代的。它除了需要满足传递荷载的要求,还需要满足桥梁梁体变形的需求。在实际的使用中,由于各因素的影响,各种病害直接影响桥梁的使用寿命和使用安全,常见的支座病害有:支座脱空、支座偏位、支座超压等。目前,桥梁支座的检验主要还停留在表观检测的阶段,对桥梁支座安装后的实际工作性能的检测研究还较少。传统的检测方法主要靠人工目测、观察,也有通过照相设备进行支座检查的。但是,由于支座的高度较小,所处位置光线较暗,给桥梁支座的检查带来了一定的困难,特别是安装在桥台上的支座,胸墙面的空间狭窄,难以实施检查。与桥梁其他部位的监测技术相比,支座损伤监测技术相对比较落后,在实际中定性判断居多,难以定量评估。因此,需要提出更先进的监测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种桥梁支座损伤的动力监测方法及系统,以解决现有技术支座损伤检查困难,难以做到准确、及时、全面监测以及难以对损伤定量评估的技术问题。

为解决上述技术问题,一方面,本发明提供一种桥梁支座损伤的动力监测方法,其中桥梁每个支座附近的梁板底面顺桥向安装有应变传感器,各应变传感器与对应支座的距离均相同,所述方法包括:

采集支座完好工况和支座损伤工况下车辆经过桥梁时各应变传感器的典型动力应变时程数据;

对所述典型动力应变时程数据进行傅里叶变换,获得不同工况下各支座1阶频率振动下的应变模态;

对不同工况下各支座的应变模态进行归一化处理,得到不同工况下各支座的应变模态形状系数;

根据支座应变模态形状系数的变化,判断支座是否损伤,并根据支座应变模态形状系数的改变量,判断支座损伤程度。

进一步地,所述归一化处理,包括:

对于同一工况,选取未受损伤的支座作为参考点,将该工况下其它支座的应变模态除以所选取支座的应变模态,得到该工况下各支座的应变模态形状系数。

进一步地,所述根据支座应变模态形状系数的变化,判断支座是否损伤,并根据支座应变模态形状系数的改变量,判断支座损伤程度,包括:

若支座的应变模态形状系数下降,则该支座受到损伤,且下降量越多,支座受损程度越大。

进一步地,受损支座附近未发生损伤的支座的应变模态形状系数随着所述受损支座的受损程度增大而上升。

进一步地,所述支座应变模态形状系数的改变量为支座完好时的应变模态形状系数与该支座在损伤工况下的应变模态形状系数的差值。

进一步地,所述应变传感器与对应支座的距离为桥梁跨度的1/5。

进一步地,所述应变传感器的标距为0.3m-1m,采样频率不低于200Hz,应变测量精度不低于1με。

进一步地,所述典型动力应变时程数据为车辆经过后自由振动有明显自由衰减的应变时程数据。

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