[发明专利]一种基于裂缝表观特征的预应力混凝土梁桥评定方法

说明书

本发明提供一种基于裂缝表观特征的预应力混凝土梁桥评定方法，包括以下步骤：对预应力混凝土梁桥进行外观检查，确定梁体跨中区段裂缝发生及分布情况，测量裂缝的宽度、高度和间距；根据裂缝宽度计算第一梁体刚度折减系数ξ_w；根据裂缝高度和梁体高度计算最大裂缝高度系数、第二梁体刚度折减系数ξ_h；根据裂缝间距、裂缝总条数和梁体净跨径计算裂缝平均间距系数、第三梁体刚度折减系数ξ_l；根据第一、第二、第三梁体刚度折减系数计算梁体总体刚度折减系数ξ；根据总体刚度折减系数ξ评定预应力混凝土梁桥的桥梁技术状况等级。本发明可以对在役预应力混凝土梁桥的桥梁技术状况进行量化评估；帮助检测人员对梁体结构力学性能、技术状况进行分类。

技术领域

本发明涉及桥梁检测与评估技术领域，具体涉及一种基于裂缝表观特征的预应力混凝土梁桥评定方法。

背景技术

对桥梁技术状况的科学评估一直是国内外关注的热点，现有的评估方法主要是依据规范，通过采集桥梁详细的病害信息进行评估，评估过程较为繁琐、漫长，耗费的人力物力资源较大，而且评估结果属于定性评估，评估结果的可靠性很大程度上依赖于检测技术人员的经验判断，主观性大。

随着提高运维养护要求时代的来临，面对大基数和高难度的桥梁检测任务，新型的智能型检测方式正在兴起，如无人机、长臂机器人、爬壁机器人等，但是该类机器人获取的病害信息主要以图像信息为主，图像信息不能完全满足现行规范的评估要求，在进行评估时存在着规范适用性的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出一种基于裂缝表观特征的预应力混凝土梁桥评定方法，以解决现有桥检评估技术中存在的人力物力资源耗费大，定性评估主观因素影响大，智能检测中采集图像信息进行评估存在的现有规范难适用等问题。

本发明采用的技术方案是，一种基于裂缝表观特征的预应力混凝土梁桥评定方法，在第一种可实现方式中，包括以下步骤：

对预应力混凝土梁桥进行外观检查，确定梁体跨中区段裂缝发生及分布情况，测量裂缝宽度、裂缝高度和裂缝间距；

根据裂缝宽度计算第一梁体刚度折减系数ξ_w；

根据裂缝高度和梁体高度计算最大裂缝高度系数，再根据最大裂缝高度系数计算第二梁体刚度折减系数ξ_h；

根据裂缝间距、裂缝总条数和梁体净跨径计算裂缝平均间距系数，再根据裂缝平均间距系数计算第三梁体刚度折减系数ξ_l；

根据第一、第二、第三梁体刚度折减系数计算预应力混凝土梁桥的总体刚度折减系数ξ；

根据总体刚度折减系数ξ评定预应力混凝土梁桥的桥梁技术状况等级。

结合第一种可实现方式，在第二种可实现方式中，对预应力混凝土梁桥进行外观检查时，检查预应力梁桥上部承重构件主梁正弯矩区段腹板两侧；检查的区段位于梁体跨中顺桥向前后各L/6，共计约L/3长度区域位置的腹板外侧上，L为桥梁被检段主梁的计算跨径。

结合第一种可实现方式，在第三种可实现方式中，测量裂缝的宽度、高度和间距时，裂缝宽度以梁体最大裂缝宽度为准，裂缝高度以裂缝在梁高方向上的投影长度为准，裂缝间距以区段内相邻裂缝之间的平均间距为准。

结合第一种可实现方式，在第四种可实现方式中，第一梁体刚度折减系数ξ_w按以下公式进行计算：

在上式中，w_max表示最大裂缝宽度，ξ_w表示当最大裂缝宽度为w_max时，梁体现阶段的刚度与梁体初始刚度的比值，ξ_w的值域为0～1。