[发明专利]公路钢桥面板焊缝疲劳损伤全场监控方法

摘要

本发明提供了一种公路钢桥面板焊缝疲劳损伤全场监控方法，该方法包括如下步骤：步骤1：钢桥面板纵肋应变传感器的设置；在钢桥面板跨中截面每个车道的车轮荷载作用位置处设置纵肋顺桥向应变传感器，用以监测车辆通过时引起的纵肋顺桥向应变；步骤2：钢桥面板纵肋应变监测数据的处理：以1天为计算区间，对纵肋应变传感器获取的应变数据进行处理，采用雨流计数法计算纵肋顺桥向应变的应力幅及其循环次数；步骤3：计算实际运营车辆的车轮荷载谱；步骤4：钢桥面板焊缝疲劳损伤的全场监控。本发明有效地解决了公路钢桥面板焊缝疲劳监测测点有限的局限性，必将得到广泛的应用和推广。

主权项

一种公路钢桥面板焊缝疲劳损伤全场监控方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤1：钢桥面板纵肋应变传感器的设置：在钢桥面板跨中截面每个车道的车轮荷载作用位置处设置纵肋顺桥向应变传感器，用以监测车辆通过时引起的纵肋顺桥向应变；步骤2：钢桥面板纵肋应变监测数据的处理：以1天为计算区间，对纵肋应变传感器获取的应变数据进行处理，采用雨流计数法计算纵肋顺桥向应变的应力幅及其循环次数；步骤3：计算实际运营车辆的车轮荷载谱：步骤3a：建立以横肋间距为跨度的三跨连续梁模型作为纵肋顺桥向应力的计算模型，其中连续梁中跨的跨中位置对应于实际钢桥面板的跨中截面位置，步骤3b：令车轮荷载P从5kN~300kN逐级变化，每级变化5kN，计算车轮荷载P通过该连续梁模型时，连续梁中跨的跨中位置产生的应力幅S，步骤3c：采用线性回归的方法建立车轮荷载P和应力幅S之间的相关性模型，回归模型参数由最小二乘方法计算得到，步骤3d：将步骤2得到的实测纵肋应力幅输入到相关性模型中，得到实际车轮荷载值，车轮荷载的作用次数等于实测应力幅的循环次数，步骤3e：对桥梁运营以来所有车道的监测数据均计算实际车轮荷载值及其对应的作用次数，组成各个车道实际运营车辆的车轮荷载谱；步骤4：钢桥面板焊缝疲劳损伤的全场监控：步骤4a：建立钢桥面板疲劳应力有限元模型；建立公路钢桥的整体有限元模型和钢桥面板的精细有限元模型，计算钢桥面板在车轮荷载作用下的焊缝疲劳应力，步骤4b：将各个车道的实际车轮荷载谱施加在钢桥面板疲劳应力有限元模型中计算焊缝的疲劳应力幅及其循环次数，组成疲劳应力幅谱，步骤4c：计算焊缝的疲劳损伤D；步骤4d：对所有焊缝计算疲劳损伤D并且从大到小排列，疲劳损伤D越大，表明焊缝发生疲劳破坏的风险越高，需要重点监控。