一种设置主纵梁的拉索类桥梁的索体损伤监测方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110414179A(43)申请公布日2019.11.05(21)申请号201910726056.8(22)申请日2019.08.07(71)申请人深圳市市政设计研究院有限公司地址518048广东省深圳市福田区笋岗西路3007号市政设计大厦(72)发明人陈宜言何晓晖于芳王健宗周红代亮许有胜董桔灿(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569代理人刘凤玲(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)G01L5/04(2006.01)G08B21/18(2006.01)权利要求书4页说明书11页附图6页(54)发明名称一种设置主纵梁的拉索类桥梁的索体损伤监测方法及系统(57)摘要本发明公开了一种设置主纵梁的拉索类桥梁的索体损伤监测方法及系统。所述方法借助有限元分析软件、桥梁现场模态监测、索力监测、单根索体断丝试验，通过桥梁模态监测数据、拉索索力监测数据、单根索体断丝试验数据及相应的计算分析理论和模拟方法实现对拉索类桥梁损伤状况的监测，能够准确计算出单根索体的断丝量，可以实时监测有纵梁体系拉索类桥梁的拉索损伤状况，一旦断丝量超过预警值便进行及时、准确的报警，提高了拉索类桥梁的安全性，杜绝安全隐患。CN110414179ACN110414179A权利要求书1/4页1.一种设置主纵梁的拉索类桥梁的索体损伤监测方法，其特征在于，所述方法包括：根据桥梁的施工图建立桥梁的有限元模型；所述桥梁为设置主纵梁的拉索类桥梁；基于桥梁模态监测数据，进行桥梁模态识别获得桥梁模态特征参数，并基于所述桥梁模态特征参数，采用三阶响应面法对所述有限元模型进行修正，生成修正的有限元模型；采用所述修正的有限元模型进行模型分析求得单根索体两端的连接刚度；根据所述单根索体两端的连接刚度模拟单根索体有限元模型两端的边界条件，建立单根索体有限元模型；通过单根索体的断丝试验获得拉索断丝影响参数，对所述单根索体有限元模型进行修正，生成真实的单根索体有限元模型；对所述真实的单根索体有限元模型进行断丝分析，确定索力-断丝量标定曲线；所述索力-断丝量标定曲线的纵坐标为索力，横坐标为断丝量；根据所述索力-断丝量标定曲线确定索力存储矩阵和断丝量存储矩阵；基于拉索索力监测数据建立拉索索力的力学平衡方程，获得每根索体的断丝标定索力并存储于断丝标定索力向量中；根据所述断丝标定索力向量、索力存储矩阵和所述断丝量存储矩阵确定单根索体的断丝量；根据所述单根索体的断丝量进行索体损伤监测和报警。2.根据权利要求1所述的索体损伤监测方法，其特征在于，所述根据所述索力-断丝量标定曲线确定索力存储矩阵和断丝量存储矩阵，具体包括：将所述索力-断丝量标定曲线的纵坐标值存储在所述索力存储矩阵Fb中，将与所述纵坐标值对应的横坐标值存储在所述断丝量存储矩阵Sb中；所述索力存储矩阵Fb中的索力与所述断丝量存储矩阵Sb中的断丝量具有一一对应关系，即表示所述索力存储矩阵Fb中第i根索体的索力-断丝量标定曲线中第j个断丝数据点对应的索力，表示所述断丝量存储矩阵Sb中第i根索体的索力-断丝量标定曲线中第j个断丝数据点对应的断丝量。3.根据权利要求2所述的索体损伤监测方法，其特征在于，所述根据所述断丝标定索力向量、索力存储矩阵和所述断丝量存储矩阵确定单根索体的断丝量，具体包括：0获取第i根索体的初始索力Fi、第i根索体无交通荷载作用下测得的监测恒载索力Fi以及索力传递比例系数；0根据所述初始索力Fi、所述监测恒载索力Fi以及所述索力传递系数，采用公式确定第i根索体断丝引起的断丝卸载索力Fi'；其中表示第i-j根索体发生断丝时，断丝索力传递到第i根索体上的索力传递比例系数；表示第i+j根索体发生断丝时，断丝索力传递到第i根索体上的索力传递比例系数；s表示第i根索体左侧最远受到第i-s根索体断丝的影响；k表示第i根索体右侧最远受到第i+k根索体断丝的影响；F’i-j表示第i-j根索体断丝引起的断丝卸载索力；F’i+j表示第i+j根索体断丝引起的断丝卸载索力；2CN110414179A权利要求书2/4页d0根据所述第i根索体断丝引起的断丝卸载索力Fi'，采用公式Fi＝Fi-Fi'确定第i根索d体对应的断丝标定索力Fi；d根据所述第i根索体对应的断丝标定索力Fi、所述索力存储矩阵和所述断丝量存储矩阵确定单根索体的断丝量。4.根据权利要求3所述的索体损伤监测方法，其特征在于，所述根据所述第i根索体对d应的断丝标定索力Fi、所述索力存储矩阵和所述断丝量存储矩阵确定单根索体的断丝量，具体包括：d根据所述第i根索体对应的断丝标定索力Fi、所述索力存储矩阵和所述断丝量存储矩阵，采用公式计算第i根索体的断b丝量Si；其中表示所述索力存储矩阵F中第i根索体的索力