[发明专利]一种桥梁多源多尺度智能分级预警方法及系统

说明书

本发明公开了一种桥梁多源多尺度智能分级预警方法及系统，该方法包括：建立桥梁有限元模型和桥梁挠度最大的中跨模型；基于构建的模型，分析多种不同影响因素对桥梁下挠的影响，得到不同下挠程度下桥梁受到的内力，进而分析相应的桥梁裂缝情况，同时确定桥梁中跨挠度阈值；基于桥梁裂缝情况，对桥梁中跨挠度阈值进行划分，得到风险评估等级；构建多种不同影响因素与挠度和裂缝变化的对应关系，根据多种不同影响因素的实际值，确定桥梁的实际挠度和裂缝情况，进而确定对应的风险评估等级。本发明实现了对连续刚构桥下挠及裂缝的分级预警，根据连续刚构桥下挠及裂缝的等级选择相应的应对措施，保证服役期桥梁结构的安全性和耐久性。

技术领域

本发明涉及桥梁管养技术领域，尤其涉及一种桥梁多源多尺度智能分级预警方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成现有技术。

连续刚构桥是指墩梁固结的连续梁桥，通常采用预应力混凝土结构，有两个以上主墩，采用墩梁固结体系。预应力混凝土连续刚构桥因其结构刚度大、行车平顺性好、造价低的优势在桥梁工程中广泛应用。

然而，连续刚构桥在长期服役过程中，随着使用年限的增加，连续刚构的跨中不断下挠，这会使桥梁运营期内出现不良线形而引起行车乘客的不舒适感，甚至危及行车安全。即，桥通车后各种荷载造成梁体受弯而造成跨中向下的位移即下挠度，而连续刚构桥中将出现的跨中严重下挠问题，进而影响桥梁结构的安全性和耐久性，限制连续刚构桥在工程中的进一步应用。因此，对连续刚构桥进行下挠预测风险评估及预警研究，对保证服役期桥梁结构的安全性和耐久性具有重要意义。

发明内容

为解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种桥梁多源多尺度智能分级预警方法及系统，能够实现对连续刚构桥下挠及裂缝的分级预警，根据连续刚构桥下挠及裂缝的等级选择相应的应对措施，保证服役期桥梁结构的安全性和耐久性。

第一方面，本公开提供了一种桥梁多源多尺度智能分级预警方法：

一种桥梁多源多尺度智能分级预警方法，包括：

根据桥梁的实际设计数据建立桥梁有限元模型和桥梁挠度最大的中跨模型；

基于桥梁有限元模型，分析多种不同影响因素对桥梁下挠的影响，得到不同下挠程度下桥梁受到的内力，同时确定桥梁中跨挠度阈值；

基于桥梁挠度最大的中跨模型，结合不同下挠程度和不同下挠程度下桥梁受到的内力，分析不同下挠程度下桥梁裂缝情况；

基于桥梁裂缝情况，对桥梁中跨挠度阈值进行划分，得到风险评估等级；

构建多种不同影响因素与桥梁挠度和裂缝变化的对应关系，根据多种不同影响因素的实际值，确定桥梁的实际挠度和裂缝情况，进而确定对应的风险评估等级。

进一步的技术方案，基于MIDAS大型有限元软件，按照设计数据中的结构几何尺寸、构件截面与位置、材料性质建立钢桥初始有限元模型。

进一步的技术方案，所述影响因素包括加载龄期、环境相对湿度、预应力损失率、裂缝刚度折减率、超重率。

进一步的技术方案，加载龄期、环境相对湿度与桥梁挠度成反比，预应力损失率、裂缝刚度折减率、超重率与桥梁挠度呈正比。

进一步的技术方案，所述确定桥梁中跨挠度阈值是指，结合规范要求所规定的挠跨比获取桥梁中跨挠度阈值。

进一步的技术方案，将不同下挠程度下桥梁受到的内力输入到桥梁挠度最大的中跨模型中，依据桥梁挠度最大的中跨模型得到不同下挠程度下的桥梁裂缝情况。