基于系梁挠度的拱桥吊索损伤识别方法、终端及存储介质技术

本发明专利技术涉及桥梁监测技术领域，尤其涉及一种基于系梁挠度的拱桥吊索损伤识别方法、终端及存储介质，包括：获取第一挠度值以及第二挠度值；获取桥梁参数；根据所述第二挠度值以及所述第一挠度值确定挠度差值；根据所述挠度差值以及所述桥梁参数确定各吊索的索力变化值；根据各吊索的索力变化值确定各吊索是否产生了损伤；根据所述第一索力值以及所述索力变化值确定所述第二索力值。本发明专利技术根据系梁参数和桥梁初始状态系梁锚固点的挠度值及各吊索的索力值，通过测量第二状态各吊索与系梁锚固点的挠度值，计算获得两个状态下索力的变化值及第二状态索力值、并识别出吊索的损伤，不需要建模计算，计算方法简单，计算工作量少，得到的结果准确可靠。

【技术实现步骤摘要】
基于系梁挠度的拱桥吊索损伤识别方法、终端及存储介质
本专利技术涉及桥梁监测
，尤其涉及一种基于系梁挠度的拱桥吊索损伤识别方法、索力监测方法、装置、终端及存储介质。
技术介绍
拱桥作为桥梁的一种，其跨越能力好，施工方便，外形美观，毋庸置疑今后也会越来越多的被使用。但是，索类桥均有一大缺点就是吊索容易损坏，故使用过程中迫切需要及时识别吊索的损伤，监测索力的变化，以便随时掌握其性能变化的规律。现场实时监测索力，并根据索力变化识别吊索的损伤，是掌握吊索工作性能的主要技术手段，对保障吊索的使用安全将发挥重要作用。索力值或者索力改变值作为反映吊索整体性能的重要参数，对其进行现场自动监测具有重要意义。但是，到目前为止，各种索力检测方法(包括频率法等)都只能对吊索索力进行短期现场人工检测，不能实现现场自动监测。如何实现准确高效的监测拱桥吊索的索力，并及时识别吊索的损伤，是摆在本领域技术人员面前的一道难题。
技术实现思路
本专利技术实施方式提供了一种基于系梁挠度的拱桥吊索损伤识别方法、装置、终端及存储介质，用于对拱桥吊索索类结构进行吊索损伤识别，重点解决索类结构损伤识别难、准确度不高的问题。第一方面，本专利技术实施方式提供了一种基于系梁挠度的拱桥吊索损伤识别方法，包括：获取第一挠度值以及第二挠度值，所述第一挠度值为第一状态系梁各节点的挠度值，所述第二挠度值为第二状态系梁各节点的挠度值，所述第一状态为各吊索未发生损伤时的状态，所述第二状态与所述第一状态不同；获取桥梁参数，所述桥梁参数包括：系梁的弹性模量、系梁横截面惯性矩以及系梁各相邻节点之间的距离值；根据所述第二挠度值以及所述第一挠度值确定挠度差值；根据所述挠度差值以及所述桥梁参数确定各吊索的索力变化值，所述索力变化值为第二索力值相对第一索力值的变化值，所述第一索力值为所述第一状态各吊索的索力值，所述第二索力值为所述第二状态各吊索的索力值，所述各吊索为分别与系梁各锚固点连接的吊索；根据各吊索的索力变化值确定各吊索是否发生了损伤。在一种可能实现的方式中，所述根据所述挠度差值以及所述桥梁参数确定各吊索的索力变化值，包括：根据所述挠度差值、所述桥梁参数以及第一公式计算获得各吊索的索力变化值，所述第一公式为：其中，为第j根吊索的索力变化值；Δw(i+3)、Δw(i+2)、Δw(i+1)以及Δw(i)分别为系梁第i+3、i+2、i+1以及第i节点的挠度差值，h为系梁第i+3、i+2、i+1以及第i节点各相邻两节点之间距离值的平均值，第j根吊索为与系梁第j锚固点连接的吊索，E是系梁的弹性模量，I是系梁横截面惯性矩，i为不大于N的正整数，M为系梁锚固点总数量，N为系梁除系梁端节点以外的已知系梁挠度的节点总数量，N＝(K+1)M+K，j＝1,2,…,M，i＝(K+1)j，K为正整数。在一种可能实现的方式中，根据各吊索的索力变化值确定各吊索是否发生了损伤，包括：当吊索的索力变化值为负时，则所述吊索发生了损伤；根据所述吊索的索力变化值的大小，确定所述吊索损伤的程度。在一种可能实现的方式中，所述桥梁参数还包括：第一索力值；根据所述挠度差值以及所述桥梁参数确定各吊索的索力变化值，之后还包括：根据所述第一索力值、所述索力变化值以及第二公式确定所述第二索力值，所述第二公式为：其中，为第j根吊索的第二索力值，Fju为第j根吊索的第一索力值，为第j根吊索的索力变化值，j＝1,2,…,M，M为系梁锚固点总数量。在一种可能实现的方式中，根据所述第二挠度值以及所述第一挠度值确定挠度差值，包括：根据所述第二挠度值、所述第一挠度值以及第三公式确定挠度差值，所述第三公式为：Δw(i)＝wd(i)-wu(i)其中，wd(i)为系梁第i节点的第二挠度值，wu(i)为系梁第i节点的第一挠度值，Δw(i)为系梁第i节点的挠度差值，i＝1,2,…,N，N＝(K+1)M+K，M为系梁锚固点总数量，K为正整数。在一种可能实现的方式中，获取第一挠度值以及第二挠度值，所述第一挠度值为第一状态系梁各节点的挠度值，所述第二挠度值为第二状态系梁各节点的挠度值，所述第一状态为各吊索未发生损伤时的状态，所述第二状态与所述第一状态不同，包括：获取第一状态系梁各锚固点的挠度值以及第二状态系梁各锚固点的挠度值；根据所述第一状态系梁各锚固点的挠度值以及线性插值方法获得第一挠度值；根据所述第二状态系梁各锚固点的挠度值以及线性插值方法获得第一挠度值。第二方面，本专利技术实施方式提供了一种吊索损伤识别装置，包括：第一数据获取模块，用于获取第一挠度值以及第二挠度值，所述第一挠度值为第一状态系梁各节点的挠度值，所述第二挠度值为第二状态系梁各节点的挠度值，所述第一状态为各吊索未发生损伤时的状态，所述第二状态与所述第一状态不同；第二数据获取模块，用于获取桥梁参数，所述桥梁参数包括：系梁的弹性模量、系梁横截面惯性矩以及系梁各相邻节点之间的距离值；第一计算模块，用于根据所述第二挠度值以及所述第一挠度值确定挠度差值；第二计算模块，用于根据所述挠度差值以及所述桥梁参数确定各吊索的索力变化值，所述索力变化值为第二索力值相对第一索力值的变化值，所述第一索力值为所述第一状态各吊索的索力值，所述第二索力值为所述第二状态各吊索的索力值，所述各吊索为分别与系梁各锚固点连接的吊索；以及，损伤识别模块，用于根据各吊索的索力变化值确定各吊索是否发生了损伤。在一种可能实现的方式中，还包括：第二索力计算模块，用于根据所述第一索力值以及所述索力变化值确定所述第二索力值。第三方面，本专利技术实施方式提供了一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。第四方面，本专利技术实施方式提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。本专利技术实施方式与现有技术相比存在的有益效果是：本专利技术实施方式公开了一种基于系梁挠度的拱桥吊索损伤识别方法，其将桥梁分为了两种状态，一种状态为桥梁的第一状态，也即吊索未发生损伤时在自重作用下的状态；另一种为第二状态，也即桥梁使用过程中不同于第一状态的在自重作用下的任何状态。第一状态为健康状态，其获取的数据为桥梁在建成时或设计时即必备的数据，故数据较容易获取。本专利技术实施方式公开的一种基于系梁挠度的拱桥吊索损伤识别方法，其依靠第一状态挠度值、第二状态挠度值以及桥梁参数计算获得桥梁各吊索的索力变化值，进一步地依据各索力变化值确定各吊索是否产发生了损伤，由于第一挠度值、桥梁参数在设计时以及建成通车时进行试验并形成数据记录，故数据容易获取，第二状态挠度值其通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于系梁挠度的拱桥吊索损伤识别方法，其特征在于，包括：/n获取第一挠度值以及第二挠度值，所述第一挠度值为第一状态系梁各节点的挠度值，所述第二挠度值为第二状态系梁各节点的挠度值，所述第一状态为各吊索未发生损伤时的状态，所述第二状态与所述第一状态不同；/n获取桥梁参数，所述桥梁参数包括：系梁的弹性模量、系梁横截面惯性矩以及系梁各相邻节点之间的距离值；/n根据所述第二挠度值以及所述第一挠度值确定挠度差值；/n根据所述挠度差值以及所述桥梁参数确定各吊索的索力变化值，所述索力变化值为第二索力值相对第一索力值的变化值，所述第一索力值为所述第一状态各吊索的索力值，所述第二索力值为所述第二状态各吊索的索力值，所述各吊索为分别与系梁各锚固点连接的吊索；/n根据各吊索的索力变化值确定各吊索是否产生了损伤。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于系梁挠度的拱桥吊索损伤识别方法，其特征在于，包括：
获取第一挠度值以及第二挠度值，所述第一挠度值为第一状态系梁各节点的挠度值，所述第二挠度值为第二状态系梁各节点的挠度值，所述第一状态为各吊索未发生损伤时的状态，所述第二状态与所述第一状态不同；
获取桥梁参数，所述桥梁参数包括：系梁的弹性模量、系梁横截面惯性矩以及系梁各相邻节点之间的距离值；
根据所述第二挠度值以及所述第一挠度值确定挠度差值；
根据所述挠度差值以及所述桥梁参数确定各吊索的索力变化值，所述索力变化值为第二索力值相对第一索力值的变化值，所述第一索力值为所述第一状态各吊索的索力值，所述第二索力值为所述第二状态各吊索的索力值，所述各吊索为分别与系梁各锚固点连接的吊索；
根据各吊索的索力变化值确定各吊索是否产生了损伤。


2.根据权利要求1所述的基于系梁挠度的拱桥吊索损伤识别方法，其特征在于，所述根据所述挠度差值以及所述桥梁参数确定各吊索的索力变化值，包括：
根据所述挠度差值、所述桥梁参数以及第一公式计算获得各吊索的索力变化值，所述第一公式为：



其中，为第j根吊索的索力变化值；Δw(i+3)、Δw(i+2)、Δw(i+1)以及Δw(i)分别为系梁第i+3、i+2、i+1以及第i节点的挠度差值，h为系梁第i+3、i+2、i+1以及第i节点各相邻两节点之间距离值的平均值，第j根吊索为与系梁第j锚固点连接的吊索，E是系梁的弹性模量，I是系梁横截面惯性矩，i为不大于N的正整数，M为系梁锚固点总数量，N为系梁除系梁端节点以外的已知系梁挠度的节点总数量，N＝(K+1)M+K，j＝1,2,…,M，i＝(K+1)j，K为正整数。


3.根据权利要求1所述的基于系梁挠度的拱桥吊索损伤识别方法，其特征在于，根据各吊索的索力变化值确定各吊索是否产生了损伤，包括：
当吊索的索力变化值为负时，则所述吊索发生了损伤；
根据所述吊索的索力变化值的大小，确定所述吊索损伤的程度。


4.根据权利要求1所述的基于系梁挠度的拱桥吊索损伤识别方法，其特征在于，所述桥梁参数还包括：第一索力值；
根据所述挠度差值以及所述桥梁参数确定各吊索的索力变化值，之后还包括：
根据所述第一索力值、所述索力变化值以及第二公式确定所述第二索力值，所述第二公式为：



其中，为第j根吊索的第二索力值，Fju为第j根吊索的第一索力值，为第j根吊索的索力变化值，j＝1,2,…,M，M为系梁锚固点总数量。


5.根据权利要求1所述的基于系梁挠度的拱桥吊索损伤识别方法，其特征在于，根据所述第二挠度值以及所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏木标，王微微，杨彦霄，李文平，王闯，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：河北;13