[发明专利]一种基于车激动力响应互相关指标体系的桥梁基础冲刷诊断方法

说明书

本发明公开了一种基于车激动力响应互相关指标体系的桥梁基础冲刷诊断方法。步骤1：根据实际桥梁的结构特点，制定测点布设方案；步骤2：根据识别的冲刷深度需求，制定车激动力试验方案；步骤3：进行冲刷前的桥梁结构动力试验；步骤4：进行冲刷后的桥梁结构动力试验；步骤5：冲刷初步诊断；步骤6：单参考点确定冲刷墩位；步骤7：多参考点确定冲刷墩位；步骤8：确定是否为均匀冲刷；针对步骤7中判别为冲刷状态改变的墩位进行横向的相关性分析。本发明为了解决现有的多种桥墩冲刷检测方法依赖于前后试验条件一致，且检测时试验条件受限、受环境影响较大的问题。

技术领域

本发明属于桥梁基础试验检测与安全状态评估的技术领域；具体涉及一种基于车激动力响应互相关指标体系的桥梁基础冲刷诊断方法。

背景技术

桥梁运营过程中，相较于桥梁的上部结构，下部结构的工作环境更为复杂和恶劣，不仅直接承受上部结构的自重、来往车辆的反复冲击，还要承受流水的冲刷作用、船只漂浮物撞击等外界作用。加之近几年来日益增长的交通量、超载车辆等不利作用，下部结构容易出现不同程度的损伤。其中桥墩基础冲刷是改变桥梁基础特性，致使桥梁坍塌的主要原因。因此，对桥梁基础冲刷状态的定期安全检测与评估，快速高效地判断桥梁墩基有无冲刷、冲刷位置及其冲刷程度，及时采取必要的维修加固措施具有重要的现实意义。

目前，基础冲刷监测方法主要还是基于传统的声纳探测技术、雷达探测技术、时域反射仪，检测设备昂贵，受环境干扰大。现阶段的动力识别法已有了较多的研究成果，但直接采用动力模态进行冲刷识别的方法面临着实验条件受限、环境影响较大的问题，分析误差不可忽略；而基于动力响应的识别方法，其用于冲刷诊断的指标依赖于前后试验条件一致，但实际工程中，多数桥梁检测难以保证两次实验的条件完全一致。

因此，提供一种无需进行复杂且精度误差较大的模态识别过程，可容许冲刷前后试验测试参数和条件适当变化的桥梁基础冲刷诊断检测方法是十分必要的。

发明内容

本发明为了解决现有的多种桥墩冲刷检测方法依赖于前后试验条件一致，且检测时试验条件受限、受环境影响较大的问题，提出了基于车激动力响应互相关指标体系的桥梁基础冲刷诊断方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种基于车激动力响应互相关指标体系的桥梁基础冲刷诊断方法，所述桥梁基础冲刷诊断方法包括以下步骤：

步骤1：根据实际桥梁的结构特点，制定测点布设方案；

步骤2：根据识别的冲刷深度需求，确定车激动力试验中各试验条件的变化范围；

步骤3：进行冲刷前的桥梁结构动力试验；在竣工时，将步骤2中设定范围内的试验条件分成几个水平，采用正交实验设计方法组合各个水平的试验条件，设定其中一个组合为标准试验条件；改变试验条件，进行多次试验，测量各测点的纵向动力响应信号，选取自由衰减段进行计算，得到以各测点为参考点的相关函数幅值向量CorV；

步骤4：进行冲刷后的桥梁结构动力试验；桥梁开始运营后，每隔一年，根据步骤2制定的试验方案开展动力试验，测量各测点的纵向动力响应信号，选取自由衰减段进行计算，得到以各测点为参考点的相关函数幅值向量CorV_d；

步骤5：冲刷初步诊断；依次以布设的测点为参考点，以冲刷前实测所得的CorV为基准，分别计算冲刷前后的初判指标：CVAC，D_CorV进行冲刷初判，若CVAC小于基准值CVAC₀，或者D_CorV中向量因子d大于基准值d₀时初步判定桥梁基础存在冲刷，且冲刷位置为该向量因子对应测点所在墩位；

步骤6：单参考点确定冲刷墩位；计算各测点的D^*_CorV0向量；当向量因子d^*大于基准值时存在冲刷工况，且冲刷位置为该向量因子对应测点所在墩位；若是第一次诊断为冲刷则无此步骤；