[发明专利]一种基于关联性雨流计数的支座累计位移计算方法

说明书

本发明公开了一种基于关联性雨流计数的支座累计位移计算方法，涉及桥梁监测分析领域，包括：获取桥梁健康监测系统环境温度数据tempsubgt;i,origin/subgt;及其在时间上对应的桥梁支座位移响应数据；基于最小二乘法，获得环境温度与支座位移间的线性关联性关系，分离荷载响应，得到环境温度及列车荷载影响下的支座位移响应；采用差分累加法计算环境温度影响下的累计支座位移量，采用雨流计数法计算列车荷载影响下的支座累计位移量，将两者求和得到支座总累计位移。

技术领域

本发明涉及桥梁监测分析领域，具体涉及一种基于关联性雨流计数的支座累计位移计算方法。

背景技术

桥梁支座连接桥梁的上、下部结构，是桥梁的重要受力构件，支座的工作状态直接关系到桥梁整体结构的安全性及耐久性。现有技术中，桥梁支座的形式众多，其工作状态及使用寿命受到施工工艺、材料老化、环境及车辆荷载等诸多因素的影响，仅依靠支座外观及管理养护经验，难以准确判断支座的内部损伤及老化疲劳程度，需要结合支座累计位移科学评估支座的运行状态。

支座累计位移是桥梁运营过程中衡量桥梁支座工作状态及使用寿命的重要指标，也是桥梁支座的管理养护及维修更换的可靠依据。然而，目前国内外对于支座累计位移的精确计算研究尚有不足，处理手段上过于粗糙。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于关联性雨流计数的支座累计位移的计算方法，可较现有计算方法提供更高的计算精度。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种基于关联性雨流计数的支座累计位移计算方法，包括以下步骤：

S1、分别获取桥梁环境温度数据temp_i,origin及桥梁支座位移响应数据，其中i表示所述环境温度数据的测量位置，并将环境温度数据和桥梁支座位移响应数据在时间上进行关联；

S2、基于最小二乘法，获得环境温度与支座位移间的线性关联性关系，得到环境温度影响下的支座位移响应，从桥梁支座位移响应中分离出列车荷载影响下的支座位移响应；

S3、采用差分累加法计算环境温度影响下的累计支座位移量，采用雨流计数法计算列车荷载影响下的支座累计位移量，将两者求和得到支座总累计位移。

在上述技术方案的基础上，在步骤S2中，采用概率统计方法对数据进行预处理，消除异常监测数据。

在上述技术方案的基础上，所述采用概率统计方法对数据进行预处理，消除异常监测数据流程具体包括：

将差值e在幅值区间内分为d个区段，d＞25，进行频率直方图统计，记录每个区段长度上的支座位移频率p_i，i表示数据位置，i＝1,2,3,…,d；所述差值e为每次测量时桥梁的支座位移；

通过MATLAB计算各个区段上支座位移频率p_i以及该区间长度上的各种分布函数概率密度积分值fre_j间的残差r_i＝p_i-fre_i,(i＝1,2,...,d)，使用向量r_i的2范数的平方和，即误差平方和来衡量两者之间的契合度，以误差平方和α最小值确定该区间样本的最优概率分布。

在上述技术方案的基础上，所述采用雨流计数法计算列车荷载影响下的支座累计位移量的步骤包括：

通过列车过桥时候的震动及应变数据计算过车的时间；

记录列车过车时段的支座位移响应数据；

采用雨流计数法对每次过车时段的支座位移数据进行统计，得到累计位移量。

在上述技术方案的基础上，所述采用雨流计数法计算列车荷载影响下的支座累计位移量的步骤包括：