基于任意截面弯矩影响线面积快速评估连续梁承载力方法技术

本发明专利技术属于交通运输业桥涵工程质量检测技术领域。基于任意截面弯矩影响线面积快速评估连续梁承载力方法，该方法首先采用已知轴重、轴距和轴数的车辆作为加载车，设定加载车后轴Ⅰ的重量P1，后轴Ⅱ的重量P2，后轴Ⅲ的重量P3；然后构建任意截面x处的弯矩随移动车辆变化效应函数最后对在n倍最大峰值区间积分作为分母，n为0～1；同等条件下测试截面x处弯矩随移动车辆变化效应函数积分值作为分子，分子与分母比值小于1则表明桥梁承载力满足要求。本发明专利技术可以提高现有桥梁荷载的检测精度和效率，降低人力物力成本。降低人力物力成本。降低人力物力成本。

【技术实现步骤摘要】
基于任意截面弯矩影响线面积快速评估连续梁承载力方法


[0001]本专利技术属于交通运输业桥涵工程质量检测
，具体涉及基于任意截面弯矩影响线面积快速评估连续梁承载力方法。

技术介绍

[0002]我国是桥梁大国，新建和已建桥梁众多，其中大部分是连续梁桥，有的桥梁运营很久，材料老化严重，截面刚度折减较大，无论是老桥还是新桥都需要一套精确有效的评估现有桥梁状态以及确定其承载力的方法，利用荷载试验可以直观的评估其状态，其评定结果较为准确可靠，但是荷载试验存在试验所需时间较长的问题，整个试验过程需要封闭交通，布置的测点繁多，需要耗费相当可观的时间和检测费用，并且实际检测结果通常要与结构模型分析对比，但不同软件计算出理论数据有一定差别，加上根据影响线点乘试验荷载的算法无法精确反应实际状态。传统荷载试验通过计算使试验荷载作用下的试验荷载效率在一定范围内，并将试验荷载施加在桥梁的指定位置上，测量测试截面的静力位移、静力应变等参数，从而对桥梁的工作性能和使用能力做出评价。传统方法需要的车辆较多，在试验现场找车困难，加载车称重不能完全符合计算的荷载，车辆布载的位置也根据不同工况时刻变化，随机性太大，重复试验数据对比性不高。
[0003]因此，如何解决以上实际检测和计算中的问题，是亟待解决的重要技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术克服了上述技术问题的缺点，提供了基于任意截面弯矩影响线面积快速评估连续梁承载力方法，可以提高现有桥梁荷载的检测精度和效率，降低人力物力成本。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：
[0006]1.基于任意截面弯矩影响线面积快速评估连续梁承载力方法，当桥梁影响线为桥梁的任意截面x处的弯矩影响线时，其评估连续梁承载力方法包括如下步骤：
[0007](1)采用已知轴重、轴距和轴数的车辆作为加载车，设定加载车后轴Ⅰ的重量P1，后轴Ⅱ的重量P2，后轴Ⅲ的重量P3；
[0008](2)构建任意截面x处的弯矩随移动车辆变化效应函数
[0009]由于桥梁可分为桥头和桥尾两端，选定桥头为原点，且桥头为加载车的上桥端，加载车从桥梁桥头上桥并匀速过桥，采集任意截面x处的应变值，通过现场实测应变值和控制截面实际刚度反算得到任意截面x处的弯矩随移动车辆变化效应函数表达式为：
[0010][0011]式中，为任意截面x处弯矩随移动车辆变化效应函数；为任意截面x处弯矩影响线表达式，Z1为后轴距，Z2为前轴距,X
p
为加载车后轴到原点距离；
[0012](3)对在n倍最大峰值区间积分作为分母，n为0～1；同等条件下测试截面x处弯矩随移动车辆变化效应函数积分值作为分子，分子与分母比值小于1则表明桥梁承载
力满足要求。
[0013]进一步的，连续梁为三跨任意截面任意跨径连续梁，该连续梁包括桥梁1#跨、2#跨和3#跨。
[0014]进一步的，步骤(2)中，定义连续梁的1#跨跨径为L1，2#跨跨径为L2，3#跨跨径为L3；1#跨影响线影响因子分别为a1、a2，2#跨影响线影响因子分别为b1、b2，3#跨影响线影响因子分别为c1、c2；则任意截面x处弯矩影响线表达式为
②
、
③
、
④
：
[0015][0016][0017][0018]式中：L为三跨连续梁总跨径即L＝L1+L2+L3；影响线影响因子分别为：
[0019][0020][0021][0022]式中，
[0023][0024][0025][0026][0027][0028]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0029]1、本专利技术基于任意截面弯矩影响线面积快速评估连续梁承载力方法，提出新的连续梁承载力评定方法影响线推导公式简单易懂，直接求得解析解，比软件计算更加精确，实测各参数变动后可随时调整，可操作性强；本专利技术方法针对不同跨径和截面刚度的桥梁的任意截面位置影响线解析式进行推导，引入试验的加载车轴重和轴距，根据本专利技术提供的方法求得特定加载车辆从连续梁梁端移动到尾部时控制截面处弯矩的变化效应函数，通过函数积分求得特定区间面积，并和实测值进行比较，通过校验系数来判断桥梁的承载能力状态。
[0030]2、本专利技术利用弯矩效应函数积分面积评估可以更全面的反应实际桥梁的承载能力状态，突破了传统影响线点乘理论荷载的局限性。
[0031]3、本专利技术可以在不中断交通情况下快速试验，方法和过程简单、易行，实际试验效果明显，可以提高现有桥梁荷载的检测精度和效率，降低人力物力成本，具有较大的实际工程应用价值。
附图说明
[0032]图1是本专利技术实施例1加载车的结构示意图；
[0033]图2是本专利技术实施例1桥梁侧视布置图；
[0034]图3是本专利技术实施例1桥梁俯视布置图；
[0035]图4是本专利技术实施例1桥梁横截面结构示意图；
[0036]图5是本专利技术实施例1桥梁横截面尺寸图；
[0037]图6是本专利技术实施例1应变测点布置图；
[0038]图7是本专利技术实施例1桥梁截面弯矩理论应变曲线和实测应变曲线图；
具体实施方式
[0039]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。需要说明的是，本专利技术的具体实施例只是为了能更清楚的描述技术方案，而不能作为本专利技术保护范围的限制。
[0040]1.基于任意截面弯矩影响线面积快速评估连续梁承载力方法，其特征在于，当桥梁影响线为桥梁的任意截面x处的弯矩影响线时，其评估连续梁承载力方法包括如下步骤：
[0041](1)采用已知轴重、轴距和轴数的车辆作为加载车，设定加载车后轴Ⅰ的重量P1，后轴Ⅱ的重量P2，后轴Ⅲ的重量P3；
[0042](2)构建任意截面x处的弯矩随移动车辆变化效应函数
[0043]由于桥梁可分为桥头和桥尾两端，选定桥头为原点，且桥头为加载车的上桥端，加载车从桥梁桥头上桥并匀速过桥，采集任意截面x处的应变值，通过现场实测应变值和控制截面实际刚度反算得到任意截面x处的弯矩随移动车辆变化效应函数表达式为：
[0044][0045]式中，为任意截面x处弯矩随移动车辆变化效应函数；为任意截面x处弯矩影响线表达式，Z1为后轴距，Z2为前轴距,X
p
为加载车后轴到原点距离；
[0046](3)对在n倍最大峰值区间积分作为分母，n为0～1；同等条件下测试截面x处弯矩随移动车辆变化效应函数积分值作为分子，分子与分母比值小于1则表明桥梁承载力满足要求。
[0047]其中，连续梁为三跨任意截面任意跨径连续梁，该连续梁包括桥梁1#跨、2#跨和3#跨。
[0048]步骤(2)中，定义连续梁的1#跨跨径为L1，2#跨跨径为L2，3#跨跨径为L3；1#跨影响线影响因子分别为a1、a2，2#跨影响线影响因子分别为b1、b2，3#跨影响线影响因子分别为c1、c2；则任意截面x处弯矩影响线表达式为
②
、...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于任意截面弯矩影响线面积快速评估连续梁承载力方法，其特征在于，当桥梁影响线为桥梁的任意截面x处的弯矩影响线时，其评估连续梁承载力方法包括如下步骤：(1)采用已知轴重、轴距和轴数的车辆作为加载车，设定加载车后轴Ⅰ的重量P1，后轴Ⅱ的重量P2，后轴Ⅲ的重量P3；(2)构建任意截面x处的弯矩随移动车辆变化效应函数；由于桥梁可分为桥头和桥尾两端，选定桥头为原点，且桥头为加载车的上桥端，加载车从桥梁桥头上桥并匀速过桥，采集任意截面x处的应变值，通过现场实测应变值和控制截面实际刚度反算得到任意截面x处的弯矩随移动车辆变化效应函数表达式为：式中，为任意截面x处弯矩随移动车辆变化效应函数；为任意截面x处弯矩影响线表达式，Z1为后轴距，Z2为前轴距,X
p
为加载车后轴到原点距离；(3)对在n倍最大峰值区间积分作为分母，n为0～1；同等条件下测试截面x处弯矩随移动车辆变化效应函数积分值...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝天之，陈齐风，于孟生，王龙林，杨雨厚，
申请(专利权)人：广西交科集团有限公司，
类型：发明
国别省市：