[发明专利]一种基于实时监测数据处理的桥梁桩基健康状态评估方法

权利要求书

1.一种基于实时监测数据处理的桥梁桩基健康状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)原始冲刷实时监测数据的获取；实时读取安装分布于墩顶支座的位移计及压力传感器、水中的桩侧流速仪、水下的冲刷坑深度监测设备所获取的原始冲刷实时监测数据，包括墩顶位移及支座处竖向荷载和弯矩、桩侧水流流速、桩基冲刷坑深度，并以数组形式存储；

2)冲刷实时监测数据的简化处理；定义一定的时间周期，以小时、天、周或月为监测的基本时间单位，此处取天数即24小时为基本时间单位，对24小时内监测设备及传感器获得的数据进行简化处理；得到数据ua，代表24小时内墩顶位移；得到数据Na、Ma，代表24小时内支座处竖向荷载及弯矩；得到数据Va，代表24小时内桩侧水流流速；得到数据Ha，代表24小时内桩基冲刷坑深度；同一天的冲刷实时监测数据以数组形式存储于数组中，将简化处理后的i个数组按时间先后顺序排列形成一个序列定义；

3)建立动态实时的桩基冲刷有限元评估模型；根据桥墩桥桩形状及桩基土层分布建立初始的水下地形及桥梁桩基模型，随着桩基土层的冲淤变化，结合步骤2)中简化处理后的冲刷实时监测数据,模拟在冲刷作用下，桥梁桩基边界条件的实时变化，建立动态实时的桩基冲刷有限元评估模型来模拟桥梁桩基的动态冲刷过程；

4)评估桥梁桩基健康状态；借助步骤3)中动态实时的桩基冲刷有限元评估模型，对桥梁桩基进行数值分析；对有限元评估模型输入一个设计横向荷载作为外激励，该设计横向荷载作用在桩基顶部，有限元评估模型运行分析后输出墩顶位移，该墩顶位移即冲刷及外激励耦合作用下的墩顶位移，与规范规定的墩顶位移容许值进行差值对比，得出桥梁桩基健康状态并分级评估。

2.根据权利要求1所述的基于实时监测数据处理的桥梁桩基健康状态评估方法，其特征在于，所述步骤1)中原始冲刷实时监测数据的获取，由于监测设备为电子设备，难免出现系统误差，故对监测数据进行过滤；设定监测数据的正常值阈值，包括取值上限与取值下限，从而确定监测数据的正常值范围，将unprodata数组中正常值范围以外的监测数据过滤。

3.根据权利要求1所述的基于实时监测数据处理的桥梁桩基健康状态评估方法，其特征在于，所述步骤2)中冲刷实时监测数据的简化处理，计算方法如下：

4.根据权利要求1所述的基于实时监测数据处理的桥梁桩基健康状态评估方法，其特征在于，所述的步骤4)中评估桥梁桩基健康状态，定义健康状况评分为F，其计算公式如下：

其中，F：桩基健康状况评分，总分值100分；

[U]：墩顶位移容许值；

U：数值分析所得墩顶位移。