一種板梁橋結(jié)構(gòu)動態(tài)承載力的反演方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種板梁橋結(jié)構(gòu)動態(tài)承載力的反演方法，將鉸縫剛度、板的抗彎剛度修正系數(shù)以及板的抗扭剛度修正系數(shù)作為反演參數(shù)，通過與板邊位移建立關(guān)系,形成線性方程組，在完成至少2組試驗的情況下，建立的方程數(shù)量超過了未知量的數(shù)量，使用最小二乘法即得到反演參數(shù)。本發(fā)明自動適應(yīng)橋梁上常見的帶有欄桿、人行道板、隔離墩及橋面鋪裝等附屬結(jié)構(gòu)的情況，考慮了多個荷載以及荷載的偏心，可以準確模擬板梁橋的實際受力狀態(tài)，給出結(jié)構(gòu)真實的承載能力并得到結(jié)構(gòu)構(gòu)件的退化過程，為加固設(shè)計、橋梁限載和橋梁動態(tài)管理等工作提供依據(jù)。
【專利說明】一種板梁橋結(jié)構(gòu)動態(tài)承載力的反演方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種板梁橋結(jié)構(gòu)動態(tài)承載力的反演方法，屬土木工程中的橋梁結(jié)構(gòu)反演【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]板梁橋具有構(gòu)造簡單、受力明確、施工方便、工藝成熟、建筑高度小以及經(jīng)濟實用等優(yōu)點，在我國公路和城市建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。在長期的運營使用之后，這些橋梁的實際承載能力是否仍能達到設(shè)計標準，是所有橋梁建設(shè)和管理者所共同關(guān)心的話題。然而，橋梁在建設(shè)過程中會出現(xiàn)各種偏差，如尺寸、材料等與設(shè)計不完全一致；使用過程中會產(chǎn)生損傷，如鉸縫破壞或板梁裂縫等；以及建模分析過程中會采用各種假設(shè)進行簡化等等。上述問題的存在使得實際的橋梁結(jié)構(gòu)與分析模型中不一致，因此，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)對實際結(jié)構(gòu)進行反演是十分必要的。
[0003]對板梁橋進行結(jié)構(gòu)建模主要包含兩方面的困難。一是對鉸縫的模擬，鉸縫由于是現(xiàn)場施工，難以保證質(zhì)量，在橋梁長期運營之后容易出現(xiàn)損傷，因此，鉸縫的實際狀態(tài)與理想中的剛性鉸接是不同的；二是對橋上附屬結(jié)構(gòu)的模擬，橋梁上常帶有欄桿、人行道板、隔離墩及橋面鋪裝等附屬結(jié)構(gòu)，這些附屬結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)之間的連接既不是理想的鉸接，也不是理想的固接，其對結(jié)構(gòu)的影響一直難以估計。但一般的結(jié)構(gòu)反演中大多僅將彈性模量作為反演參數(shù)，難以解決上述困難。 申請人:曾提出“一種評價板梁橋鉸縫損傷程度的方法”(CN201210062742.8)，該方法對于鉸縫的評價具有較高的精度，但該方法無法考慮板的損傷及板上附屬結(jié)構(gòu)的影響。本發(fā)明中嘗試在板梁橋的結(jié)構(gòu)反演中將鉸縫剛度、板的抗彎剛度修正系數(shù)以及板的抗扭剛度修正系數(shù)作為主要反演參數(shù)，以期得到能反映結(jié)構(gòu)的真實受力特性的模型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明公開了一種板梁橋結(jié)構(gòu)動態(tài)承載力的反演方法，其目的在于克服現(xiàn)有板橋梁結(jié)構(gòu)損傷模擬試驗中，附屬結(jié)構(gòu)對主體結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生的影響力沒有考慮在內(nèi)，導(dǎo)致對結(jié)構(gòu)的損傷評估不真實，不能得到真實受力模型的弊端。本發(fā)明將鉸縫剛度、板的抗彎剛度修正系數(shù)以及板的抗扭剛度修正系數(shù)作為反演參數(shù)，可以準確模擬板梁橋的實際受力狀態(tài)，給出結(jié)構(gòu)真實的承載能力并得到結(jié)構(gòu)構(gòu)件的退化過程，為加固設(shè)計、橋梁限載和橋梁動態(tài)管理等工作提供依據(jù)。
[0005]研究表明:鉸縫的損傷反映在鉸縫的剛度上；板的損傷反映在板的剛度上，附屬結(jié)構(gòu)的貢獻也反映在板的剛度上。因此，通過鉸縫剛度和板的抗彎剛度修正系數(shù)以及板的抗扭剛度修正系數(shù)，可以準確模擬板梁橋的實際受力狀態(tài)，本發(fā)明將反演以上參數(shù)。由于板邊位移可以同時反映以上3組參數(shù)的貢獻，同時易于現(xiàn)場觀測，因此，可以通過板邊位移與以上參數(shù)建立關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，這種關(guān)系是線性的，在完成2組以上試驗的情況下，可以建立的方程數(shù)量超過了未知量的數(shù)量。這樣，使用最小二乘法即可得到反演參數(shù)。[0006]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種板梁橋結(jié)構(gòu)動態(tài)承載力的反演方法，其特征在于:將鉸縫剛度、板的抗彎剛度修正系數(shù)以及板的抗扭剛度修正系數(shù)作為反演參數(shù)，通過與板邊位移建立關(guān)系，形成線性方程組，在完成至少2組試驗的情況下，建立的方程數(shù)量超過了未知量的數(shù)量，使用最小二乘法即得到反演參數(shù)；具體步驟如下:
[0008]第一步，根據(jù)圖紙或?qū)崪y參數(shù)，按下式計算橋上各板在板中心單位豎向荷載作用下的跨中撓度Wi和h/2扭矩作用下的扭角奶；
【權(quán)利要求】
1.一種板梁橋結(jié)構(gòu)動態(tài)承載力的反演方法，其特征在于:將鉸縫剛度、板的抗彎剛度修正系數(shù)以及板的抗扭剛度修正系數(shù)作為反演參數(shù)，通過與板邊位移建立關(guān)系，形成線性方程組，在完成至少2組試驗的情況下，建立的方程數(shù)量超過了未知量的數(shù)量，使用最小二乘法即得到反演參數(shù)；具體步驟如下: 第一步，根據(jù)圖紙或?qū)崪y參數(shù)，按下式計算橋上各板在板中心單位豎向荷載作用下的跨中撓度Wi和h/2扭矩作用下的扭角W
【文檔編號】G06F19/00GK103870705SQ201410117881
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】周正茂, 袁桂芳, 田清勇 申請人:上海同豪土木工程咨詢有限公司