[发明专利]基于BOTDA技术的大跨桥梁斜拉索结构损伤诊断方法

摘要

本发明属于实际大跨桥梁结构斜拉索结构损伤诊断领域，特别涉及一种基于BOTDA技术的大跨桥梁斜拉索结构损伤诊断方法。本发明将BOTDA技术引入斜拉索结构损伤诊断中，利用分布式传感光纤实时获取主梁多断面处的应变监测数据；利用斜拉桥的有限元模型进行数值模拟，构建主梁应变‑主梁竖向挠度和主梁竖向挠度‑斜拉索索力关系模型；采用健康状态下的桥梁主梁结构多断面应变监测数据构建斜拉索损伤诊断因子与阈值，通过比较待损伤诊断状态下结构损伤诊断因子数值是否超出阈值判断斜拉索是否产生损伤。本发明可同时诊断桥梁全部斜拉索结构损伤，适用于解决实际大跨桥梁斜拉索结构损伤诊断问题。

主权项

1.基于BOTDA技术的大跨桥梁斜拉索结构损伤诊断方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤一：根据桥梁设计、施工图纸准确建立结构有限元基准模型，提取基准模型在随机车辆荷载作用下分布式主梁应变、分布式主梁竖向挠度和斜拉索索力解析数据，分别构建主梁不同断面处的结构应变-竖向挠度、竖向挠度-斜拉索索力之间的关系模型；/n步骤二：利用BOTDA技术，采集主梁不同断面处的结构应变监测数据，利用步骤一建立的关系模型，分别计算主梁竖向挠度和斜拉索索力监测结果；/n步骤三：根据主梁不同断面处的结构应变监测数据、主梁竖向挠度和斜拉索索力监测结果，分别构建斜拉索索力-主梁结构应变数据集合、主梁结构应变-主梁竖向挠度数据集合；/n步骤四：根据步骤三获得的数据集合，以桥梁开始运营的第一年为参考状态，利用马氏距离，计算桥梁参考状态下结构损伤诊断因子序列，将该损伤诊断因子序列的最大值的95％作为损伤诊断阈值；/n步骤五：利用待诊断状态下数据点到参考状态数据集合的马氏距离，确定所有监测点处的结构损伤诊断因子；/n步骤六：待损伤诊断状态下，将所有监测点的结构损伤诊断因子与损伤诊断阈值进行比较，当结构损伤诊断因子大于损伤诊断阈值时，则该监测点处发生了损伤，反之，则该监测点处未产生损伤；/n步骤七：根据步骤六的结构损伤诊断结果，利用斜拉索索力-主梁应变和主梁应变-主梁竖向挠度损伤诊断结果的差异，判断损伤诊断因子超出阈值是主梁结构损伤还是斜拉索结构损伤。/n