本发明专利技术属于桥梁支座监测技术领域，并公开了一种基于装配式设计的支座受力参数测量方法，包括在支座上下连接钢板的四个角对称布置四个伸缩杆，且这四个伸缩杆上安装有光纤光栅应变传感器用于实现该伸缩杆的自传感功能；基于各伸缩杆上实时采集的应变响应数据，通过建立的支座参数解耦模型去实现实时监测支座的位移、支反力以及倾角。本发明专利技术所述技术方案通过引入基于装配式设计的支座受力参数测量方法，可以准确评估支座的受力状况、变形程度及倾角变化，综合判断支座的健康状态。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于桥梁支座监测，特别是涉及一种基于装配式设计的支座受力参数测量方法。
技术介绍
1、桥梁支座是连接桥梁上部结构与下部结构的重要组成部分，负责将上部结构的力和变形可靠地传递给下部结构，并协调两者的变形，以确保桥梁的安全与稳定。由于其构造简单、价格低廉以及加工制作和安装便捷等优点，支座在桥梁工程中得到了广泛应用。
2、随着桥梁的服役时间、交通运输量及行车密度大幅增加，桥梁支座出现问题的概率就大幅度提升。一旦桥梁发生损伤，就会降低桥梁结构的整体性能，甚至导致桥梁坍塌，造成经济损失及对人们生命财产安全的威胁。因此，对桥梁支座性能的监测非常重要，这些性能包括桥梁支座的应变、支反力、位移、倾角等。然而，传统的桥梁支座监测方法主要依赖于人工检查和机械传感器。人工检查存在主观性强、效率低、难以实时监测等问题；机械传感器则容易受环境因素影响，且需要定期维护。现有大部分监测支座性能的传感器都是内嵌式，这不仅很难发现传感器的破坏，而且也面临更换难的问题。因此，研究和开发新型支座的监测方法，以实现对桥梁运营状态的全面监控，显得尤为重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于装配式设计的支座受力参数测量方法，以解决上述现有技术存在的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于装配式设计的支座受力参数测量方法，包括：
3、在支座连接的上下钢板间的对称四个角位置布置四个可伸缩杆，并在各所述可伸缩杆上安装应变传感器，实现支座的自传感功能。
4、可选的，计算支座的位移，具体包括：
5、以下钢板中心处为原点构建坐标系，基于各可伸缩杆的坐标构建平面变形模型；
6、所述平面变形模型，具体包括：
7、y＝ax+bz+c
8、式中，y是上钢板表面某点的垂直位移，x和z为该点在水平面的坐标，a和b为平面在x和z方向的倾斜度，c为垂直方向的初始位移，其中，a＞0表示支座钢板向正x方向倾斜，a＜0表示支座钢板向负x方向倾斜，b＞0表示支座钢板向正z方向倾斜，b＜0表示支座钢板向负z方向倾斜，c是支座钢板垂直方向的初始位移；
9、基于各所述可伸缩杆的位移变化量构建位移方程组；
10、所述位移方程组，具体包括：
11、δl1＝a·x1+b·z1+c
12、δl2＝a·x2+b·z2+c
13、δl3＝a·x3+b·z3+c
14、δl4＝a·x4+b·z4+c
15、式中，δl1为可伸缩杆1的垂直位移变化量，δl2为可伸缩杆2的垂直位移变化量，δl3为可伸缩杆3的垂直位移变化量，δl4为可伸缩杆4的垂直位移变化量，x1和z1为可伸缩杆1在水平面的坐标，x2和z2为可伸缩杆2在水平面的坐标，x3和z3为可伸缩杆3在水平面的坐标，x4和z4为可伸缩杆4在水平面的坐标，a和b表示平面在x和z方向的倾斜度，而c为垂直方向的初始位移；
16、对所述位移方程组进行求解，得到平面方程系数，将所述平面方程系数代入所述平面变形模型中，得到所述支座的平面变形，通过求解得到支座的平面变形后，给定支座范围内的坐标，可求出支座在此坐标下对应的位移值，实现支座全方位的位移监测。
17、可选的，计算支座的支反力，具体包括：
18、fi＝εi·e·a
19、式中，fi是可伸缩杆的支反力，εi是可伸缩杆的应变，e是可伸缩杆材料的弹性模量，a是可伸缩杆的横截面积。
20、可选的，计算支座的倾斜角度，具体包括：
21、所述支座的倾斜角度的计算过程，具体包括：
22、基于各所述可伸缩杆的位移变化量数据计算所述支座在x方向和z方向上的倾斜角度数据；基于各方向上的倾斜角度数据计算支座的倾斜角度；
23、所述x方向的倾斜角度数据的计算公式为：
24、
25、式中，θx1是支座在可伸缩杆4和可伸缩杆1这一侧x方向的倾斜角度，δyx1是可伸缩杆4和可伸缩杆1在x方向变化位移量的差值，lx是可伸缩杆在x方向原始长度，θx2是支座在可伸缩杆3和可伸缩杆2这一侧x方向的倾斜角度，δyx2是可伸缩杆3和可伸缩杆2在x方向变化位移量的差值，lx是可伸缩杆在x方向原始长度；θx是支座在x方向的倾斜角度；
26、所述z方向上的倾斜角度数据的计算公式为：
27、
28、式中，θz1是支座在可伸缩杆1和可伸缩杆2这一侧z方向的倾斜角度，δyz1是可伸缩杆1和可伸缩杆2在z方向变化位移量的差值，lz为可伸缩杆在z方向原始长度；θz2是支座在可伸缩杆4和可伸缩杆3这一侧z方向的倾斜角度，δyz2是可伸缩杆4和可伸缩杆3在z方向变化位移量的差值，lz为可伸缩杆在z方向原始长度；θz是支座在z方向的倾斜角度；
29、所述基于各方向上的倾斜角度数据计算支座的倾斜角度，具体包括：
30、
31、式中，θ为支座的倾斜角度，θx为支座在x方向的倾斜角度，θz为支座在z方向的倾斜角度。
32、本专利技术的技术效果为：
33、本专利技术能够得到桥梁支座在不同工况下的应变、支反力和倾角信息。利用这些识别到的参数信息，可以准确评估支座的受力状况、变形程度及倾角变化，综合判断支座的健康状态，从而有效保障桥梁结构的安全与稳定。
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【技术保护点】
1.一种基于装配式设计的支座受力参数测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于装配式设计的支座受力参数测量方法，其特征在于，计算支座的位移，具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于装配式设计的支座受力参数测量方法，其特征在于，计算支座的支反力，具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于装配式设计的支座受力参数测量方法，其特征在于，计算支座的倾斜角度，具体包括：
【技术特征摘要】
1.一种基于装配式设计的支座受力参数测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于装配式设计的支座受力参数测量方法，其特征在于，计算支座的位移，具体包括：
3.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：张青青，田康，简振澳，魏召兰，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：
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