[发明专利]基于长标距应变的改进弯矩面积法识别桥梁挠度方法

权利要求书

1.基于长标距应变的改进弯矩面积法识别桥梁挠度方法，其特征是，包括以下步骤：

S1，确定桥梁长度L和桥梁截面中和轴高度h；

S2，在桥梁上沿长度方向连续布置m个长标距应变传感器，测试在任意荷载作用下各长标距应变传感器测得的长标距应变；

S3：采用改进弯矩面积法获得挠度与应变的函数关系；

S4，根据挠度与应变的函数关系，计算桥梁上t时刻B点挠度；

采用改进弯矩面积法获得挠度与应变的函数关系的过程为：

定义桥梁的长度为L，A、C点为桥梁的端点，B点为梁上任意一点，Δ是A点挠度曲线的切线与B点挠度曲线在B点竖直方向上的距离，x为A、B两点间的水平距离；

根据弯矩面积法得出：

其中，M(z)为A、B两点间任一点z对应的弯矩，X₁为B点到微段dz的距离，EI为梁的抗弯刚度；

通过几何关系计算出B点的挠度，挠度公式表示为：

其中，θ_A为A点的转角；

同理，当x＝L时，A点挠度曲线的切线和C点挠度曲线的切线之间竖向偏差Δ＝θ_AL，基于公式(2)计算出θ_A：

根据弯矩曲率关系，任意z点的截面曲率表示为：

其中ε(z)，h和1/ρ分别为z点应变，桥梁截面中和轴高度和截面曲率；

在外部荷载未知的情况下，根据截面曲率建立应变与弯矩的关系，在不知道外部荷载的情况下由应变推导出任意点B处的挠度，关系公式(2)转化成：

此方法称为改进弯矩面积法，基于改进弯矩面积法由应变推导出任一点挠度的一般公式：

其中θ_A(t)，d(x,t)和ε(z,t)分别表示在t时刻下A点的转角，B点处的挠度和z点处的应变；

由公式6得到，t时刻B点挠度表示为：

其中，代表第n个传感器的积分区间；表示第i个长标距应变传感器在t时刻测得的长标距应变；L_n表示第n个长标距应变传感器的标距长度，θ_A(t)表示在t时刻下A点的转角，由公式3求出。

2.根据权利要求1所述的基于长标距应变的改进弯矩面积法识别桥梁挠度方法，其特征是，根据挠度与应变的函数关系来计算桥梁B点挠度时，需要先判断出B点位于哪一个长标距传感器覆盖区域内，如果则B点位于第i个长标距传感器覆盖区域内；并且定义

3.根据权利要求1所述的基于长标距应变的改进弯矩面积法识别桥梁挠度方法，其特征是，m个长标距应变传感器的标距长度和等于桥梁长度，即其中L_i为第i个长标距应变传感器的标距长度。

4.根据权利要求1所述的基于长标距应变的改进弯矩面积法识别桥梁挠度方法，其特征是，长标距应变传感器部署在桥梁的底部。

5.根据权利要求1所述的基于长标距应变的改进弯矩面积法识别桥梁挠度方法，其特征是，m个长标距应变传感器均匀排布。