一種識別橋梁結構剛度損傷的系統的製作方法
2023-10-10 21:28:09
一種識別橋梁結構剛度損傷的系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了屬於橋梁結構工程【技術領域】的一種識別橋梁結構剛度損傷的系統。該系統包括外荷載施加裝置和位移計；所述外荷載施加裝置設置在橋梁的受力部位；所述位移計成對安裝在橋梁受力部位的關心截面下緣；所述位移計在每跨橋梁上的個數至少為8對；所述外荷載施加裝置為千斤頂。與現有技術相比，本實用新型所述的識別橋梁結構剛度損傷的系統操作簡單、結果準確可靠、易於被工程技術人員掌握，可適用於橋梁及結構工程施工和運營過程中的質量鑑定或出現損傷或惡化時的快速檢測評定。D
【專利說明】一種識別橋梁結構剛度損傷的系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於橋梁結構工程【技術領域】，具體來說，涉及到一種識別橋梁結構剛度損傷的系統。
【背景技術】
[0002]橋梁結構由於結構本身材料的離散性，以及後期運營階段的損傷累積，結構的實際剛度會與設計值有很大差別，造成結構發生內力狀態偏離設計狀態，特別是結構損傷累積所造成的內力重分布現象，將嚴重影響結構的安全和耐久性，同時也給結構的安全評估帶來諸多不確定因素，因此如何準確掌握現有橋梁的損傷程度及其受力狀態是橋梁安全評估中最為關鍵的因素。
[0003]目前常用的評定橋梁損傷狀態的系統及方法主要有:(I)基於規範的評估法，該方法是基於《公路橋梁技術狀況評定標準》、《公路舊橋承載能力評定規程》及《公路橋梁養護規範》等標準計算而來的，該方法是分不同層次、不同權重的經驗評估方法，但對於結構的損傷程度的定量化評估及結構即有內力狀態則無法作出合理的判斷；(2)荷載試驗法，該方法主要通過荷載作用對橋梁的技術狀態與設計狀態之關係進行總體比較，對於具體某個截面的幾何特徵和損傷程度則無能為力。
【發明內容】
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種識別橋梁結構剛度損傷的系統，可適用於橋梁及結構工程施工及運營過程中的質量鑑定或出現損傷或惡化時的定量檢測評定。
[0005]本實用新型所述的一種識別橋梁結構剛度損傷的系統，所述系統用於識別橋梁I結構剛度損傷，該系統包括外荷載施加裝置2和位移計3，所述外荷載施加裝置2設置在橋梁I的受力部位；所述位移計3成對安裝在橋梁I受力部位的關心截面下緣。
[0006]本實用新型所述的一種識別橋梁結構剛度損傷的系統，所述位移計3在每跨橋梁I上的個數至少為8對。
[0007]本實用新型所述的一種識別橋梁結構剛度損傷的系統，所述外荷載施加裝置2為活荷載或加載設備。所述加載設備為千斤頂。
[0008]在使用時，可以按照如下步驟進行:⑴根據待檢測結構的受力特點，在關心截面下緣成對安裝位移計，每兩個位移計之間為一個計算損傷單元；(2)在待測試結構上施加外荷載，並用位移計測量加載前後各控制截面的位移值，對於角位移也可通過差分原理求得；(3)計算各單元的單元剛度矩陣；(4)假定各單元剛度的損傷參數，集成損傷剛度矩陣；
(5)將損傷剛度矩陣轉換形成損傷位移列陣，並構造損傷位移列陣的迭代方程；(6)求解各位移列陣的值，並計算各損傷參數值。
[0009]與現有技術相比，本實用新型所述的識別橋梁結構剛度損傷的系統操作簡單、結果準確可靠、易於被工程技術人員掌握，可適用於橋梁及結構工程施工和運營過程中的質量鑑定或出現損傷或惡化時的快速檢測評定。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1:識別橋梁結構剛度損傷的系統示意圖；圖2:單元剛度矩陣Γ及整體損傷剛度矩陣Κθ(ξ)計算示意圖；圖3:迭代方程Fe計算示意圖；圖4:含兩個單元的整體損傷剛度方程示意圖；1_橋梁、2-外荷載施加裝置、3-位移計。
【具體實施方式】
[0011]下面結合具體的實施例對本實用新型所述的識別橋梁結構剛度損傷的系統做進一步說明，但是本實用新型的保護範圍並不限於此。
[0012]實施例1
[0013]一種識別橋梁結構剛度損傷的系統，，所述系統用於識別橋梁I結構剛度損傷，該系統包括外荷載施加裝置2和位移計3，所述外荷載施加裝置2設置在橋梁I的受力部位；所述位移計3成對安裝在橋梁I受力部位的關心截面下緣；所述位移計3在每跨橋梁I上的個數為8對；所述外荷載施加裝置2為活荷載或千斤頂。
[0014]在使用時，可以按照如下步驟進行:(I)根據待檢測結構的受力特點，在關心截面下緣成對安裝位移計，每兩個位移計之間為一個計算損傷單元；(2)在待測試結構上施加外荷載，並用位移計測量加載前後各控制截面的位移值，對於角位移也可通過差分原理求得；(3)計算各單元的單元剛度矩陣Γ ; (4)假定各單元剛度的損傷參數，整體損傷剛度矩陣Γ(ξ) ；(5)將損傷剛度矩陣轉換形成損傷位移列陣，並構造損傷位移列陣的迭代方程F= Κε(ξ) Δε；(6)求解各位移列陣的值，並計算各損傷參數值，根據第(5)步結果，結合每個工況下的位移實測結果，可先求得損傷參數I。參數說明:Ε-測試結構材料彈性模量，單位:MPa ；A-截面面積，單位:mm2 ；1-截面慣性矩，單位:mm4 ；L-單元長度，單位:mm ; ξ廠第i#單元的剛度損傷係數；FX-整體剛度矩陣中的結構等效節點荷載(或單元剛度矩陣中的單元杆端力)，單位可為:KN、KN*m。現以兩個單元為例進行計算，計算過程及結果分別見圖
2、3、4 及表 I。
[0015]表I
[0016] 絕一口I^截面設計剛度^^假定折減後剛度損傷參I辦裡^I^?
平兀5(NW)剛度(N*mm2)數(係數)力」…朱(%)
1#757092150000000757092150000000I0.985762714-1.42
2#7570921500000007192375425000000.950.934329676-!.65
3#7570921500000006813829350000000.90.890296021-1.08
4#7570921500000006435283275000000.850.844917850-0.60
5#7570921500000006056737200000000.80.8008216380.10
6#7570021500000005678101125000000.750.7573980500.99
7#7570921500000005299645050000000.70.7015611330.22
8#7570921500000004921098975000000.650.649050228-0.15
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10#7570921500000005299645050000000.70.7015611330.22
11#7570921500000005678191125000000.750.7573989500.99
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[0017]與現有技術相比，本實用新型所述的識別橋梁結構剛度損傷的系統操作簡單、結果準確可靠、易於被工程技術人員掌握，可適用於橋梁及結構工程施工和運營過程中的質量鑑定或出現損傷或惡化時的快速檢測評定。
【權利要求】
1.一種識別橋梁結構剛度損傷的系統，其特徵在於，所述系統用於識別橋梁(I)結構剛度損傷，該系統包括外荷載施加裝置(2)和位移計(3)，所述外荷載施加裝置(2)設置在橋梁(I)的受力部位；所述位移計(3)成對安裝在橋梁(I)受力部位的關心截面下緣；所述位移計(3)在每跨橋梁(I)上的個數至少為8對；所述外荷載施加裝置(2)為千斤頂。
【文檔編號】G01M99/00GK204027842SQ201420181530
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年4月15日 優先權日:2014年4月15日
【發明者】韓之江, 郭文龍, 陳棟棟, 趙雷, 劉志華, 何國花, 傅莉, 申雁鵬, 呂立寧, 毛敏, 楊兵兵, 謝立安, 盧鵬, 汪永強, 寇偉, 趙文溥, 劉媛媛, 趙芳, 趙學峰 申請人:山西省交通科學研究院, 山西交科公路勘察設計院