[发明专利]一种评价板梁桥铰缝损伤程度的方法

摘要

本发明涉及一种评价板梁桥铰缝损伤程度的方法。该方法利用铰缝相对位移与铰缝剪力及铰缝刚度之间的关系，根据桥梁静载试验中的荷载大小、位置以及实测板梁挠度等信息得到铰缝剪力和铰缝刚度。定义了铰缝传力能力指标Λi和铰缝刚度比指标λi，并提出相应的对铰缝损伤程度评判的方法。当Λi≥0.95或λi≥20时，认为铰缝尚完好；当Λi≤0.9或λi≤10时，认为铰缝已破坏，应重做；当0.9＜Λi＜0.95或10＜λi＜20时，认为铰缝发生了损坏，可不必重做，但应进行维修。本发明自动考虑了铰缝剪力之间的相互作用、多个荷载以及荷载的偏心，适用于汽车加载，并可对多组实验给出刚度参数的最佳估计值。本发明方法，可以定量地评判铰缝的损伤程度，避免主观因素的影响。

主权项

1.一种评价板梁桥铰缝损伤程度的方法，其特征在于：该方法具有以下十一个步骤：第一步，根据图纸，按下式计算桥上各板在板中心单位竖向荷载作用下的跨中挠度w_i和b_i/2扭矩作用下的扭角wi=li4π4EiIi---(1)]]>其中，b_i、l_i、E_i、I_i、G_i、I_Ti分别为第i块板的宽度、计算跨径、弹性模量、抗弯惯矩、剪切模量和抗扭惯矩。当所有板都相同时，各变量去掉下标i即可，并计算刚度参数：第二步，计算在第k条铰缝单位剪力作用下第i条铰缝处产生的相对位移δ_ik；对于所有板都相同的情况，式(4)简化为：第三步，将加载车辆称重，记录每辆汽车的各轴重量；第四步，将汽车布置在桥上，记录每个车轴在桥纵向的位置，同时记录每个车轮在桥横向作用的板号及相对于该板的偏心e_i；第五步，计算在第j块板上单位荷载作用下第i条铰缝处产生的相对位移fij；对于所有板都相同的情况，式(5)简化为：第六步，按跨中挠度等效的原则，将所施加的荷载等效为沿纵向正弦分布的荷载，计算每块板上荷载的峰值p_i；第七步，测量在该组荷载作用下各板中心的竖向位移Δ_i，并计算折减系数：ζ=Σi=1nΔiwiΣi=1npi---(6)]]>第八步，计算各铰缝剪力g_k：gk=(Σi=1kpi)×(Σj=k+1nΔjwj)-(Σi=k+1npi)×(Σj=1kΔjwj)Σj=1nΔjwj---(7)]]>当各板完全相同时，式(7)可简化为：gk=(Σi=1kpi)×(Σj=k+1nΔj)-(Σi=k+1npi)×(Σj=1kΔj)Σj=1nΔj---(7a)]]>第九步，计算各铰缝刚度k_i：ζ(Σk=1n-1δikgk+Σj=1nfijpj)=-giki,(i=1~n-1)---(8)]]>当各板完全相同时，根据式(8a)计算无量纲参数α_i：2(1+γ)-(1-γ)-(1-γ)2(1+γ)-(1-γ)OOO-(1-γ)2(1+γ)-(1-γ)-(1-γ)2(1+γ)g1g2Mgn-2gn-1+]]>-(1+ϵ1γ)(1-ϵ2γ)-(1+ϵ2γ)(1-ϵ3γ)OO-(1+ϵn-2γ)(1-ϵn-1γ)-(1+ϵn-1γ)(1-ϵnγ)p1p2Mpn-1pn+α1α2Oαn-2αn-1g1g2Mgn-2gn-1=0---(8a)]]>其中，ϵi=2eib,]]>αi=1ki/ζw.]]>第十步，当存在m组试验值时，可根据下式估计铰缝刚度k_i：ki=-Σl=1m(gil)2Σl=1m(ζl×(Σk=1n-1δikgkl+Σj=1nfijlpjl)×gil)---(9)]]>当各板完全相同时，根据式(9a)估计无量纲参数α_iαi=-Σl=1m((Σk=1n-1δikgkl+Σj=1nfijlpjl)×gil)w×Σl=1m(gil)2---(9a)]]>第十一步，采用铰缝传力能力指标Λ_i或铰缝刚度比指标λ_i对铰缝损伤程度进行评价。A)所述的铰缝传力能力指标Λ_i的定义如下：当各板完全相同时，有：Λi=2(1+γ)2(1+γ)+αi---(10a)]]>B)所述的铰缝损伤程度评价方法如下：Λ_i的变化范围为[0，1]，当Λ_i≥0.95时，认为铰缝尚完好；当Λ_i≤0.9时，认为铰缝已破坏，应重做；当0.9＜Λ_i＜0.95时，认为铰缝发生了损坏，可不必重做，但应进行维修。C)所述的铰缝刚度比指标λ_i的定义如下：当各板完全相同时，有：λi=2(1+γ)αi---(11a)]]>D)所述的铰缝损伤程度评价方法如下：当λ_i≥20时，认为铰缝尚完好；当λ_i≤10时，认为铰缝已破坏，应重做；当10＜λ_i＜20时，认为铰缝发生了损坏，可不必重做，但应进行维修。