一種基于撓度監測的裝配式橋梁橫向聯系可靠度評價方法，包括以下步驟：對同一斷面多片梁的撓度監測數據進行奇異值剔除、降噪、歸零預處理；對預處理后的監測數據進行峰值識別，得到同一斷面多片梁同一時刻的峰值數據；根據峰值數據轉換得到單一主梁的荷載橫向分配系數序列；對橫向分配系數進行概率分布擬合和擬合檢驗，得到分配系數的概率密度函數、平均值和變異系數；建立橋梁橫向聯系的功能函數方程；進行橋梁橫向聯系可靠度指標的計算。本發明專利技術的功能函數方程既包括橋梁的實際運營信息，也涵蓋橋梁的設計參數，用于評估橋梁實際橫向聯系水平相對于理想設計狀態的可靠度指標，尤其適用于多梁式裝配式橋梁健康監測中基于撓度監測數據的橋梁狀態評估。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于土木工程結構可靠度評估領域，具體涉及一種基于撓度監測的裝配式 橋梁橫向聯系可靠度評價方法。
技術介紹
伴隨著橋梁健康監測系統的大量建設，將長期監測數據與概率方法相結合已經成 為橋梁結構性能評估的重要發展方向。目前更多研究關注的是橋梁承載能力極限狀態(安 全性)和抗疲勞性能的可靠度分析。在正常使用極限狀態方面，則是通過建立監測數據與允 許限值間的關系，對橋梁的使用性能進行可靠度評估。 裝配式混凝土橋梁(裝配式空心板橋、裝配式T梁橋以及裝配式小箱梁橋等）因具 有受力明確、施工方便、造價低廉等特點，在我國常規公路及市政橋梁中被大量采用，然而 該類橋梁的橫向聯系問題一直是橋梁的薄弱環節，常常出現致命性病害。主梁之間的相對 位移差是最能直接反應裝配式橋梁整體性的最為有效的指標之一。然而，目前對于裝配式 橋梁橫向聯系的評估大都還停留在常規檢測手段，結合主梁長期撓度監測數據進行橋梁橫 向聯系可靠度評估的研究并不多見。
技術實現思路
本專利技術的目的是要提供一種基于撓度監測的裝配式橋梁橫向聯系可靠度評價方 法，對正常運營下裝配式混凝土橋梁橫向聯系性能的可靠程度進行評價。 基于上述目的，本專利技術采取如下技術方案： ，包括如下步驟： (1) 對同一監測斷面的第i片（1=1，2，一，11;11為主梁片數)主梁撓度數據進行預處理，得 到第i片主梁撓度數據曲線x(i); (2) 對步驟(1)的撓度數據曲線x(i)進行峰值識別，得到第i片主梁撓度峰值序列p(i); (3) 根據步驟(2)的撓度峰值序列p(i)得出各片梁同一時刻t時的峰值p(i，t)，由p(i， t)得到第i片主梁t時的橫向分配系數ri(i，t)，進而計算得到第i片主梁的橫向分配系數序 列η⑴； (4) 根據步驟(3)的橫向分配系數序列Il(i)進行第i片主梁橫向分配系數的概率分布擬 合，并進行擬合檢驗，得到橫向分配系數的概率密度函數、平均值和變異系數； (5) 建立第i片主梁橫向聯系可靠度的功能函數方程Z(i); (6) 根據步驟(5)的功能函數方程Z(i)計算可靠度指標β。 進一步地，所述的步驟(2)包括以下步驟： a. 針對第i片主梁，對撓度數據曲線x(i)進行平滑處理，而后對需求的峰值區間進行 界定； b. 采用平滑曲線確定出現峰值的時刻； c. 在出現的峰值時刻兩側搜索獲得撓度的最大值，得到第i片主梁的撓度峰值序列P ⑴。 所述的步驟(3)包括以下步驟： a. 根據步驟2得到同一時刻t時各片主梁的峰值p(l，t)，p(2，t)，···ρ(;?，t)，…p(n, t)，n為主梁片數； b. 根據下式計算得到第i片主梁的橫向分配系數所述的步驟(5)功能函數方程為Z(i)=anR(i)-ris(i)，其中，riR (i)為第i片主梁理 論橫向分配系數變量，可根據橋梁類型選擇相應的計算理論(如空心板橋采用鉸接板法或 G-Μ法)得到;ris (i)為第i片主梁實測橫向分配系數變量，該變量的概率密度函數、平均值 和變異系數根據步驟(4)得到;a為計算不確定性系數，其均值為1.0,變異系數可參考GB/ T50283《公路工程結構可靠度設計統一標準》。 所述的步驟(6)為根據步驟(5)所述功能函數方程Z(i)計算可靠度指標β，求解可 采用一次二階矩方法(如設計驗算點法)進行Matlab編程實現。 本專利技術基于長期撓度監測數據對裝配式混凝土橋梁的橫向聯系可靠度進行評估， 得到的功能函數方程既包括橋梁的實際運營狀況，也涵蓋橋梁的設計參數，可通過可靠度 指標進行橋梁的實際橫向聯系狀態和理想設計受力狀態的對比，同時通過長期監測可實現 橋梁橫向聯系性能劣化的演變規律。【附圖說明】 圖1為橋梁橫向聯系可靠度評價的總體流程； 圖2為第i片主梁撓度監測數據的峰值識別示意圖； 圖3為同一斷面的各梁撓度時程曲線（以4片梁為例）； 圖4荷載橫向分配系數序列的概率分布擬合曲線示意圖； 圖5為橋梁橫向聯系可靠度計算流程。【具體實施方式】 下面結合附圖對本專利技術作進一步補充說明。 如圖1所示，，共包括6 個步驟： (1) 對同一監測斷面的第i片（1=1，2，一，11;11為主梁片數)主梁撓度數據進行預處理(奇 異值判別、數據去噪和歸零操作），得到第i片主梁撓度數據曲線x(i); (2) 對步驟(1)的撓度數據曲線x(i)進行峰值識別，得到第i片主梁撓度峰值序列p(i); 各片梁撓度數據的處理過程均相同，其中第i片主梁撓度監測數據的峰值識別示意圖 如圖2所示，圖中預處理后數據曲線（即撓度數據曲線)x(i)為經步驟1預處理后的真實監測 撓度時程曲線，圖中平滑后數據曲線s(i)為經過數據平滑處理后的時程曲線，峰值上限pt 和峰值下限Pd分別為人為定義的需要識別的峰值的上、下限值，峰值時刻4(1)和知(2)分別 為平滑曲線中出現第1個和第2個峰值時對應的監測時刻，峰值p (1)和峰值p(2)分別為該 段時程曲線內識別出的峰值序列，長期監測數據的識別形成第i片梁的撓度峰值序列P(i)。 圖2中峰值識別步驟包括： a. 對監測的撓度數據曲線x(i)進行平滑處理后得到平滑后數據曲線s (i); b. 給定所需識別的峰值的上、下限pt和pd; c. 采用平滑后數據曲線s (i)確定在峰值限值內的極值對應的峰值時刻點tP ⑴； d. 在出現的峰值時刻兩側搜索獲得撓度的最大值，得到第i片主梁的撓度峰值序列p ⑴。 (3)根據步驟(2)的撓度峰值序列p(i)得出各片梁同一時刻t時的峰值p(i，t)，由p (i，t)得到第i片主梁t時的橫向分配系數ri(i，t)，進而計算得到第i片主梁的分配系數序列 n(i);圖3為同一斷面的各梁撓度時程曲線（以4片梁為例），根據圖2峰值識別算法，可得到各片梁的峰值序列P(1)，P(2)，…，p(i)，根據公式 主梁的橫向分配系數，形成第i片主梁的橫向分配系數序列n(i)。 (4)根據步驟(3)的橫向分配系數序列ri(i)進行第i片主梁荷載橫向分配系數的概 率分布擬合，并進行擬合檢驗，得到橫向分配系數的概率密度函數、平均值和變異系數;圖4 為所述步驟3中橫向分配系數序列n(i)的概率分布擬合曲線示意圖，根據擬合曲線可以得 到概率密度函數fn( i)、峰值的平均值μη( i)和變異系數心(i)。擬合過程為： a. 根據橫向分配系數序列n(i)，繪制頻率分布直方圖； b. 判斷撓度峰值所服從的概率分布類型，進行概率分布擬合； c. 對擬合結果進行檢驗，判斷擬合效果。 (5)建立第i片主梁橫向聯系可靠度的功能函數方程Z(i)，Z(i)=ariR(i)-ri S(i)，其 中，nR (i)為第i片主梁理論橫向分配系數變量，可根據橋梁類型選擇相應的計算理論(如 空心板橋采用鉸接板法或G-Μ法)得到;IIS (i)為第i片主梁實測橫向分配系數變量，該變量 的概率密度函數、平均值和變異系數根據步驟(4)得到；α為計算不確定性系數，其均值為 1.0,變異系數可參考GB/T50283《公路工程結構可靠度設計統一標準》。 (6)根據步驟(5)的功能函數方程Z(i)計算可靠度指標β。 圖5為基于驗算點法的橋梁橫向聯系可靠度計算流程。根據橋梁的結構信息，計算 得到第i片主梁理論橫本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于撓度監測的裝配式橋梁橫向聯系可靠度評價方法，其特征在于，包括如下步驟：（1）對同一監測斷面的第i片主梁撓度數據進行預處理，得到第i片主梁撓度數據曲線x(i)，i=1，2，…n，n為主梁片數；（2）對步驟（1）的撓度數據曲線x(i)進行峰值識別，得到第i片主梁撓度峰值序列p(i)；（3）根據步驟（2）的撓度峰值序列p(i)得出各片梁同一時刻t時的峰值p(i,t)，由p(i,t)得到第i片主梁t時的橫向分配系數η(i,t)，進而計算得到第i片主梁的橫向分配系數序列η(i)；（4）根據步驟（3）的橫向分配系數序列η(i)進行第i片主梁橫向分配系數的概率分布擬合，并進行擬合檢驗，得到橫向分配系數的概率密度函數、平均值和變異系數；（5）建立第i片主梁橫向聯系可靠度的功能函數方程Z(i)；（6）根據步驟（5）的功能函數方程Z(i)計算可靠度指標β。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：程坤，唐國斌，馬赟，
申請(專利權)人：河南省交通科學技術研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：河南;41
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。