[发明专利]中、下承式拱桥吊杆损伤识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及中、下承式拱桥吊杆损伤测定技术领域，特别涉及一种中、下承式拱桥吊杆损伤识别方法。

背景技术

吊杆是中、下承式拱桥主要传力构件，在桥梁运营过程中，由于受多种因素的影响，吊杆易发生钢丝断裂、锈蚀或锚固失效等损伤。由于吊杆只能承受拉力，当吊杆损伤后，将导致桥梁的受力状态发生改变，情况严重时甚至会危及桥梁的安全，所以识别吊杆的损伤程度对保障桥梁的安全具有重要的意义。

近些年来，国内外学者对吊杆的损伤识别进行了研究。早期采用漏磁法检测拉索或吊杆的损伤，但漏磁法设备复杂，对于有防护措施的吊杆，检测信号微弱，精度较低，且不能检测延伸在主梁和拱肋内部吊杆部分的损伤情况，故在应用中受到较多限制。1987年，Ghorbanpoor等开始运用声发射技术检测吊杆或拉索损伤，声发射技术的主要缺陷是需要预先布置声发射探头，且只能测到活性缺陷而不能探测稳定缺陷。我国的徐宏提出了结合桥梁结构频率与局部拉索索力识别拉索损伤的方法，王素娟等运用频率变化、纵梁模态曲率差和吊杆轴力变化识别损伤吊杆的位置，徐建伟等提出了运用结构自振频率和曲率模态识别吊杆损伤的方法。这些方法由于需要测试结构频率和模态振型，因此受测试条件和测量误差影响较大。后来有学者提出运用光纤光栅传感器监测拱桥吊杆应力变化来识别吊杆损伤的方法，但是采用光纤光栅传感器仅能适用新建桥梁，此外还存在成本较高和对温度敏感的缺点因而限制了它的应用。

吊杆损伤对桥梁结构最直观的影响是吊杆张力和桥面位移的变化。目前吊杆张力的测试主要采用振动测定法，通过测试吊杆横向振动频率计算吊杆张力，而在由频率计算吊杆张力时，当不能准确考虑吊杆刚度、密度及支承条件等参数时，吊杆的张力计算可能存在较大的误差，特别是对于短吊杆来说，其误差更大。位移的测试技术目前比较成熟，且测试简便，精度较高，因此采用位移测试技术识别吊杆损伤具有一定的优势。

如何通过测点间位移差的变化识别吊杆的损伤程度，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种中、下承式拱桥吊杆损伤识别方法，以通过测点间位移差的变化识别吊杆的损伤程度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种中、下承式拱桥吊杆损伤识别方法，包括步骤：

1)当n根吊杆发生损伤时，选取n+2个结点；

2)将n+2个结点中的一个作为基点，将另外的n+1个结点作为测点，计算吊杆损伤前各测点相对于基点的竖向位移差，并测试吊杆损伤后各测点相对于基点的竖向位移差，通过吊杆损伤前后各测点相对于基点的竖向位移差的变化，构建n+1个损伤识别方程，各个损伤识别方程均成立时的ε_i即为第i根吊杆的损伤程度值，其中损伤识别方程为：