[发明专利]一种桥梁损伤检测方法

摘要

本发明通过现场实验，测试得到车辆过桥导致的桥梁底部测点挠度响应；然后结合车辆车轴信息，引入多段函数模型经数学反算求得测点的挠度影响线(该影响线包含桥梁损伤相关信息)；基于测点位置建立能反应未损状态的基函数‑“未损基函数”；结合挠度影响线和未损基函数构建损伤指标，通过损伤指标曲线局部峰值点可进行损伤定位。根据已经识别出来的损伤位置信息构建能够描述损伤程度的基函数‑称之为“损伤基函数”，联立桥梁实际挠度影响线、未损基函数及损伤基函数，通过最小二乘拟合计算实现对损伤程度的有效识别。本发明解决了现有桥梁损伤检测方法存在的需要未损状态信息的难题，且试验简单、测试数据信息量大，具有很强的实用意义和价值。

主权项

1.一种桥梁损伤检测方法，其特征在于；包括下述步骤：步骤一 桥梁实际影响线测试与提取采用已知轴重、轴距和轴数的车辆，从桥梁一端上桥并以速度v过桥，进行测试，以频率f进行采样，得到桥梁上各测点的动力响应，得到实际动力响应；选取车辆第一轴上桥至最后一轴出桥时间段内的实际挠度响应作为桥梁挠度影响线提取的计算数据；引入公式(4)所描述的桥梁挠度影响线模型，经最小二乘拟合计算确定模型中各参数从而获取桥梁的影响线信息；所述公式(4)为：DIL＝[I₁,I₂,...,I_N‑1,I_N]    (4)其中第i段函数可表示为I_i＝a_ix³+b_ix²+c_ix+d_i,参数a_i,b_i,c_i和d_i是第i段函数式的具体系数，x的取值范围取决于第i段的起始点位置；所述i选自1,2,...,N中任意一个整数；所述N大于等于20；当DIL用函数表达时，记为DIL(x)；公式(4)中各段之间的连接条件以及边界条件表示为公式(5)，其中L_b表示桥梁跨度，N表示分段函数段数；引入该多段模型和连接条件后，从实际动力响应中计算提取影响线；通过对实际动力响应进行拟合计算得到各段函数系数a_i,b_i,c_i和d_i，步骤二 未损基函数的建立基于测点位置信息l_P构建未损基函数ξ₀；M表示在静定梁结构的l_p位置施加单位荷载后梁的弯矩，其表达式为公式(1)：单位荷载作用于测试点位置l_P时，任意梁截面位置s处的弯矩函数表达式为：定义表示单位虚拟力作用在任意位置x(0≤x≤L_b)处时梁任意截面s处的弯矩，其函数表达式为公式(6)，桥梁任意截面s(0≤s≤L_b)处的弯矩会随着作用点位置x而改变；定义未损基函数ξ₀(x)：步骤三 构建损伤指标DI(x)(damage index)，进行损伤定位定义：DI(x)＝DIL(x)‑λ·ξ₀(x)    (8)其中：当用图形形式描述DI(x)时，它是一条横轴取值为(0‑L_b)、纵轴描述损伤情况的曲线，即损伤指标曲线；该曲线的局部峰值点位置即为损伤发生位置，由此特性可实现损伤定位。