[发明专利]一种大跨度桥梁上部结构状态评估方法及系统

权利要求书

1.一种大跨度桥梁上部结构状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采集大跨度桥梁上部结构的相关监测数据并进行预处理，获取主梁、桥塔和桥索的响应数据；

(2)采用3A指标分别对大跨度桥梁上部结构的各类部件进行独立评估，所述3A指标包括幅值偏移量Ao、异常度Ad和均值波动Avf，得到各类部件的得分；

(3)设置主梁、桥塔和桥索的权重系数，结合各类部件的得分计算综合评价指标；

(4)根据综合评价指标评估大跨度桥梁上部结构当前的状态；

所述幅值偏移量Ao的计算公式如下：

式中，h表示一个监测周期内响应数据的最大值，max(h，n)表示n个监测周期内响应数据的最大值，mean(h，n)表示n个监测周期内响应数据最大值的平均值；

所述异常度Ad的计算公式如下：

式中，s表示每日监测响应数据的标准差，mean表示每日监测响应数据的平均值；

所述均值波动Avf包括第一均值波动avf1和第二均值波动avf2，其计算公式如下：

式中，a表示一个监测周期内响应数据的均值，max(a，n)表示n个监测周期内响应数据均值的最大值，min(a，n)表示n个监测周期内响应数据均值的最小值，mean(a，n)表示n个监测周期内响应数据均值的平均值。

2.根据权利要求1所述的一种大跨度桥梁上部结构状态评估方法，其特征在于，所述主梁、桥塔的响应数据采用经过滤波降噪处理后的加速度数据，加速度数据均取绝对值；所述桥索的响应数据采用经过滤波降噪处理后的加速度数据，再通过模态参数识别提取基频和倍频，然后根据索力公式计算得到的索力值。

3.根据权利要求1所述的一种大跨度桥梁上部结构状态评估方法，其特征在于，步骤(2)中，设主梁、桥塔和桥索的得分为P_i，i＝1，2，3；若不满足3A指标中的某个指标，则减去相应的分数；当有任一类部件的得分低于设定的单项最低阈值时，直接判定上部结构体系安全性不足，不再进入下一步。

4.根据权利要求3所述的一种大跨度桥梁上部结构状态评估方法，其特征在于，步骤(2)中，设各类部件在Ao、Ad和Avf三个指标的得分分别为A1、A2和A3，各类部件的得分P_i等于其在每个指标的得分之和，即P_i＝A1+A2+A3；各类部件的每个指标A1、A2、A3分别设有一指标阈值A1_t、A2_t、A3_t，当一类部件在计算出每个指标后，分别与相应的指标阈值比较，如果满足相应的指标阈值，即表示满足这个指标，则加上相应指标的分数，如果不满足，则减去相应指标的分数，最终得到该类部件的得分P_i。

5.根据权利要求3所述的一种大跨度桥梁上部结构状态评估方法，其特征在于，步骤(3)中，设置主梁、桥塔和桥索的权重系数为ω_i，i＝1,2,3，将主梁、桥塔和桥索的得分乘以相应的权重系数后再相加，以此计算上部结构的综合得分TS，即综合评价指标：

TS＝P₁×ω₁+P₂×ω₂+P₃×ω₃

然后再根据综合得分判断上部结构的状态。

6.一种大跨度桥梁上部结构状态评估系统，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储于存储器上并能够在处理器上运行的计算机程序，当处理器运行该计算机程序时，实现如权利要求1-5任一项所述的方法步骤。