[发明专利]一种基于应变响应的连续梁桥影响线快速获取方法

说明书

本发明公开一种基于应变响应的连续梁桥影响线快速获取方法，解决现有技术无法快速获取连续梁桥影响线的问题，根据力法建立连续梁桥理论影响线通用公式；在校准测试工况下采集结构监测单元应变响应，提取响应时程中所有峰值并计算各峰值与最大峰值间比值；利用已建立影响线公式与校准测试中确定的车辆参数，估算校准测试下监测单元处应变时程响应，计算各峰值与最大峰值间比值；将估算各峰值比与实测相应峰值比比较，得到理论影响线校准系数；根据公式推导的理论影响线与计算校准系数，识别连续梁桥实际影响线。本发明可以快速获取连续梁桥影响线，有利于结构健康监测和工程结构设计，有望推广应用于工程实际，带来巨大的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及一种基于应变响应的连续梁桥影响线快速获取方法，其可基于应变响应快速获取有效的连续梁桥影响线。

背景技术

随着我国大力发展国民经济和国内综合实力，桥梁结构作为交通枢纽承担着带动地区和社会经济发展的重要使命。在这种环境背景下，桥梁结构的安全问题便成为了国家和社会重点关注话题。影响线是响应函数的一个曲线，例如应力弯矩，表示的是一个单位荷载从桥上通过时某一特定截面的测量量值的变化。基于影响线的自身特性，其在桥梁动态称重系统、模型更新、结构损伤识别和承载能力评估等研究领域具有广泛的应用前景。相较于静力荷载作用，影响线包含了更多结构信息的测试量值。若桥梁结构研究只做静态测试而忽略动态测试情况，将会因此导致测试数据最终识别结果精度不高，而利用影响线就能够有效的改善这类问题。

目前已经有多种关于影响线的计算方法，其目的都是为了提高获得的结构影响线精度。例如，一种通过调节支座条件和平滑信号峰值去拟合实际情况的改进方法；通过一辆校准车辆从传感器上驶过产生的应变信号来估计影响线的方法；还有在此基础上利用似然估计准则概率方法进行修正的算法。然而，这些算法都是针对于用影响线获取单跨桥梁的应变时程响应，不适用于连续梁桥。连续梁桥由于其超静定结构特性，有关于获取其影响线的研究较少。

因此，设计一种基于应变响应的连续梁桥影响线快速获取方法，以适用于获取连续梁桥影响线，成为桥梁领域人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于应变响应的连续梁桥影响线快速获取方法，解决现有技术无法快速获取连续梁桥影响线的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于应变响应的连续梁桥影响线快速获取方法，包括以下步骤：

步骤1、布置传感器，将传感器沿桥长方向布置于所需监测单元的截面处；

步骤2、数据采集，校准测试工况下，采集监测单元处的应变时程响应；

步骤3、根据该截面处应变时程响应，计算获取连续梁桥的实际影响线。

进一步地，在所述步骤3中，计算获取连续梁桥的实际影响线包括以下步骤：

步骤(1)、根据力法原理推导连续梁桥影响线通用公式；

步骤(2)、基于步骤(1)通用公式与校准测试中已知测试车辆信息估算监测单元上的应变响应，并根据该估算应变响应与该测量应变响应计算该截面理论影响线的校准系数；

步骤(3)、利用公式推导的理论影响线与计算的校准系数识别连续梁桥的实际影响线。

具体地说，在所述步骤(1)中，根据力法原理推导连续梁桥影响线通用公式时，计算结构为n跨连续梁桥，则其为具有n-1次多余约束的超静定结构，解除多余约束可得到其对应的基本结构，因此，连续梁桥影响线公式可由简支梁的影响线和附加弯矩(x₁，x₂，…x_i，…x_(n-1))引起的弯矩叠加推导得到。由上述可知n跨连续梁桥第i跨xk截面影响线F_xk(x)由n部分组成，其计算公式如下：