【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及连续梁结构损伤检测，特别涉及一种智能支座沉降转角差的连续梁结构单损伤识别方法。
技术介绍
1、近些年来我国旧桥越来越多，出现的问题也日益显著。既有桥梁很多已不能满足功能性需求，桥梁断裂、坍塌等安全事故时有发生，土木工程领域学者逐渐意识到对桥梁结构进行健康监测和安全评估的重要性，并研究了各种损伤识别技术。结构损伤识别是桥梁结构健康监测系统的重要组成部分，目前主要有两大类损伤识别方法，一类是基于动力参数的损伤识别方法，主要通过结构模态(振动频率和振型)的变化判断结构损伤，此类方法对测点数量、传感器测量精度、模态参数识别方法等要求较高。另一类方法是基于静力参数的损伤识别方法，基于静力参数的结构损伤识别方法可有效避免质量、特别是阻尼等的不确定性影响，同时由于目前测量设备和技术已先进成熟，用较低成本即可得到结构相当准确的测量值，因此，基于静力参数的结构损伤识别技术受到广泛的研究。
2、基于静力参数的结构损伤识别技术研究较多的指标为支座反力、挠度、静力应变以及转角等指标，随着智能支座技术的发展，调节支座的高度并实时显示支座位移、反力、转角等数据已经实现，因此，智能支座沉降转角差有望应用于结构的损伤识别中，目前，鲜见相关文献报道。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种算法简单、成本低的智能支座沉降转角差的连续梁结构单损伤识别方法。
2、本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种智能支座沉降转角差的连续梁结构单损伤识别方法，其特征在于，包括
3、（1）通过可调节高度的智能支座对连续梁结构逐个支座沉降，获得梁结构损伤前后各支座的支座转角实测值和支座反力实测值；
4、（2）通过结构损伤前的支座转角实测值和支座反力实测值，求得梁结构损伤前的刚度ei；
5、（3）确定损伤所在跨数，通过结构损伤前后的支座转角实测值，计算支座转角实测值相对差值，确定损伤所在跨数；
6、（4）通过结构损伤后的支座转角实测值和支座反力实测值，识别连续梁结构的损伤位置和损伤程度；假设连续梁结构的损伤长度已知，长度为y，损伤位置和损伤程度未知，损伤位置距左端支座为a，损伤处的刚度为zei，损伤程度为1-z；任选损伤所在跨左侧和右侧各一个支座的支座转角实测值，取简支梁作为基本结构，支座反力值采用支座反力实测值，用支座反力值代替支座，获得支座转角计算值，由支座转角实测值与计算值相等列两个方程组成方程组，求解出损伤位置a和损伤刚度zei。
7、具体的，步骤（1）中，根据需要获得结构损伤前后的支座转角实测值向量和支座反力实测值向量：
8、；
9、；
10、；
11、；
12、其中，、分别为n跨梁沉降作用于第i个支座结构损伤前后支座j的实测转角，上标n表示梁的跨数，下标i表示沉降作用于第i个支座，下标j表示支座j，u表示结构损伤前，d表示结构损伤后；、分别为n跨梁沉降作用于第i个支座结构损伤前后支座j的实测反力。
13、具体的，步骤（2）中，求得梁结构损伤前的刚度ei：
14、由转角表达式可以得到：
15、；
16、其中，为n跨梁沉降作用于第i个支座结构损伤前支座j的转角计算值；为梁结构总长；为n跨梁第j个支座处施加单位力偶作用下的弯矩；为n跨梁沉降作用于第i个支座时损伤前的弯矩；
17、代入转角实测值数据可以求得结构损伤前的刚度ei；
18、。
19、具体的，步骤（3）中，损伤前后支座反力实测值相对差值为：
20、；
21、当相邻支座转角实测值相对差值相等时，损伤不位于此跨，即当时，损伤不在第j跨，考虑沉降作用于各支座的情况，综合确定损伤所在跨数。
22、具体的，步骤（4）中，可以得到转角的方程为：
23、；
24、；；
25、其中，为n跨连续梁沉降作用于支座i时支座j损伤前的反力；为n跨连续梁单位力作用于支座j时基本结构弯矩；假定已通过步骤（3）确定损伤位于第m跨，使用支座m和支座m+1进行求解；
26、方程组有a、y和z三个未知数，ei已通过步骤（2）求得，而y又假定为已知，故两个方程两个未知数，可以求解出a和z。
27、具体的，步骤（4）中，连续梁结构的损伤长度y可取损伤跨跨度的1/50~1/4；求解方程组时损伤位置a的初始值的选取，在确定损伤跨数后，一般取该跨的起始位置至不超过中跨处。
28、具体的，步骤（4）中，基本结构也可取伸臂梁结构。
29、具体的，步骤（4）中，若梁结构截面为变截面，则惯性矩为变量，方法依旧适用。
30、本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过可调节支座高度的智能支座对连续梁结构逐个支座进行沉降，获得连续梁结构损伤前后各支座的转角实测值和反力实测值；通过损伤前信息求得ei；再计算各支座损伤前后的转角实测值相对差值，确定损伤所在跨数；一种沉降作用下列出损伤后的转角方程，求解出损伤位置和损伤程度。总结并提出了n跨连续梁的求解思路，通过两跨连续梁、三跨连续梁、四跨连续梁算例，验证了智能支座沉降转角差指标在连续梁结构单损伤识别中的应用价值，为连续梁结构损伤定位与定量提供了一种有效的新方法。
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1.一种智能支座沉降转角差的连续梁结构单损伤识别方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的智能支座沉降转角差的连续梁结构单损伤识别方法，其特征在于：步骤（1）中，根据需要获得结构损伤前后的支座转角实测值向量和支座反力实测值向量：
3.根据权利要求1所述的智能支座沉降转角差的连续梁结构单损伤识别方法，其特征在于：步骤（2）中，求得梁结构损伤前的刚度EI：
4.根据权利要求1所述的智能支座沉降转角差的连续梁结构单损伤识别方法，其特征在于：步骤（3）中，损伤前后支座反力实测值相对差值为：
5.根据权利要求1所述的智能支座沉降转角差的连续梁结构单损伤识别方法，其特征在于：步骤（4）中，可以得到转角的方程为：
6.根据权利要求1所述的智能支座沉降转角差的连续梁结构单损伤识别方法，其特征在于：步骤（4）中，连续梁结构的损伤长度y可取损伤跨跨度的1/50~1/4；求解方程组时损伤位置a的初始值的选取，在确定损伤跨数后，一般取该跨的起始位置至不超过中跨处。
7.根据权利要求1所述的智能支座沉降转角差的连续梁结
8.根据权利要求1所述的智能支座沉降转角差的连续梁结构单损伤识别方法，其特征在于：步骤（4）中，若梁结构截面为变截面，则惯性矩为变量，方法依旧适用。
...【技术特征摘要】
1.一种智能支座沉降转角差的连续梁结构单损伤识别方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的智能支座沉降转角差的连续梁结构单损伤识别方法，其特征在于：步骤（1）中，根据需要获得结构损伤前后的支座转角实测值向量和支座反力实测值向量：
3.根据权利要求1所述的智能支座沉降转角差的连续梁结构单损伤识别方法，其特征在于：步骤（2）中，求得梁结构损伤前的刚度ei：
4.根据权利要求1所述的智能支座沉降转角差的连续梁结构单损伤识别方法，其特征在于：步骤（3）中，损伤前后支座反力实测值相对差值为：
5.根据权利要求1所述的智能支座沉降转角差的连续梁结构单损伤识...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐盛华，周锦睿，秦付倩，康丁丁，蔡东亨，康振兴，郭宝峰，谢轩，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：
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