[发明专利]一种桥梁整体稳定性分析方法

说明书

本发明公开了一种桥梁整体稳定性分析方法，具体步骤如下：S1：在桥梁的桥墩上安装位移传感器和温度传感器，位移传感器和温度传感器以顺桥向的中点为对称点进行对称布置，温度传感器和位移传感器安装在同一个位置；S2：令桥梁无荷载，测量桥梁形变随温度的变化数据，建立形变随温度的变化规律模型；S3：测量有载荷阶段位移传感器的初始位置，然后根据位移和温度的关系，计算消除温度影响的荷载变形；S4：利用荷载形变计算荷载不平衡偏差，根据不平衡偏差判断桥梁的整体稳定性；S2步骤中无荷载情况下位移随温度变化的监测时间不小于1天，采样频率不小于1Hz；S2步骤中位移与温度关系采用最小二乘法进行计算,解决了桥梁稳定性判断复杂的技术难题。

技术领域

本发明涉及建筑桥梁稳定性测量技术领域，具体为一种桥梁整体稳定性分析方法。

背景技术

随着我国经济发展，人民生活水平的日益提高，人们对交通运输需求地朝着更快更高效的方向发展，因此在国家工程建设中规划了许多桥梁建设，而这些桥梁在使用过程中随着使用年限的增加，不断受到极端外界环境的侵蚀，以及车辆荷载、车辆冲击的长期反复作用，以及地震、洪水等自然灾害的影响；桥梁状态的稳定安全与否直接关系到人民群众的生命财产安全；对桥梁进行稳定性分析就显得十分的重要性，所以如何解决上述提出的问题，成为当前急需解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实验安装简单，易于操作，通过在桥墩上对称位置安装的位移传感器和温度传感器，得到由荷载引起的桥墩的变形情况，计算荷载不平衡偏差，判断桥梁的整体稳定性的分析方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种桥梁整体稳定性分析方法，具体实施步骤如下：S1：在桥梁的桥墩上安装位移传感器和温度传感器，位移传感器和温度传感器以顺桥向的中点为对称点进行对称布置，温度传感器和位移传感器安装在同一个位置；S2：令桥梁无荷载，测量桥梁形变随温度的变化数据，建立形变随温度的变化规律模型；S3：测量有载荷阶段位移传感器的初始位置，然后根据位移和温度的关系，计算消除温度影响的荷载变形；S4：利用荷载形变计算荷载不平衡偏差，根据不平衡偏差判断桥梁的整体稳定性。

作为优选，S2步骤中无荷载情况下位移随温度变化的监测时间不小于1天，采样频率不小于1Hz。

作为优选，S2步骤中的位移-温度关系采用最小二乘法进行计算。

作为优选，S1步骤中的位移传感器和温度传感器采用螺栓连接的方式进行固定。

作为优选，S1步骤中的位移传感器和温度传感器皆是通过光纤材质进行数据监测。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过在桥梁的桥墩上安装位移监测传感器和温度传感器，根据桥梁无荷载情况下的温度和位移的测量结果，利用最小二乘法得到位移和温度的统计关系然后对有载荷状态下所测的位移进行温度影响修正得到动态位移，在此基础上得到荷载不平衡偏差；根据荷载不平衡偏差判断桥梁的整体稳定性，解决了桥梁整体稳定性分析的困难。(2)本方法实施操作简单，通过利用桥墩上对称部位安装的位移传感器和温度传感器得到由荷载所引起的桥墩的变形情况，由此计算荷载不平衡偏差，从而判断桥梁的整体稳定性。

(3)传统的桥梁健康监测主要采用电类传感器的应变测量技术，这种方法存在易受电磁干扰、布线复杂、时效性低等问题,并且所测量的瞬时结果不能准确连续预报桥梁工作状态；光纤材质传感器相对于传统的电检测技术有使用寿命长、稳定性好、功耗低、传输距离长、抗外界干扰能力强的优点；所以对于本文的监测场景，选用光纤材质传感器来对目标物进行监测。

(4)光纤材质的传感器的安装方式包括粘贴、焊接、嵌入或栓接等；安装方式会影响安装的速度和成本，以及监测的效果；对于混凝土或金属结构来说，选用螺栓连接的安装方式；螺栓连接不仅安装要求低，也便于传感器的拆卸，只需旋下螺母而不必拆下双头螺栓，可避免连接物被连接件上的螺纹孔损坏。

附图说明