一种装配式桥梁铰缝损伤分类分级评价方法及评价系统技术方案

本发明专利技术公开了一种装配式桥梁铰缝损伤分类分级评价方法及评价系统，对所检测的装配式桥梁所处的沿线公路等级进行划分；通过在铰缝左侧板梁、右侧板梁梁底跨中断面分别设有第一位移传感器和第二位移传感器测得相邻板梁的绝对位移；通过在相邻板梁间设置U型位移传感器测得相邻板梁的相对位移；分别通过铰缝病害长度计算模块和板梁相对位移比计算模块计算出铰缝病害长度比和板梁相对位移比；通过铰缝损伤评价模块以装配式桥梁所处的沿线公路等级为基础，结合铰缝病害长度比的计算结果和板梁相对位移比的计算结果。本发明专利技术的可在不中断交通的情况下进行铰缝损伤的判断。

A Classification and Grading Evaluation Method and Evaluation System for Assembled Bridge Hinge Damage

The invention discloses a classified and graded evaluation method and evaluation system for articulated joint damage of assembled bridges, which divides the highway grades along the line where the assembled bridges are detected, and measures the absolute displacement of adjacent slabs and beams by installing the first displacement sensor and the second displacement sensor on the broken surface of the bottom span of the left slab beam and the right slab beam of the articulated joint respectively; and sets U between adjacent slabs and beams. The relative displacement of adjacent slabs and beams is measured by the displacement transducer. The disease length ratio of hinge joint and the relative displacement ratio of slabs and beams are calculated by the calculation module of disease length of hinge joint and relative displacement ratio of slabs and beams respectively. The damage evaluation module of hinge joint is based on the highway grade along the assembly bridge, and the calculation results of disease length ratio of hinge joint and relative displacement ratio of slabs and beams are combined with the calculation results of disease length ratio of hinge joint and relative displacement ratio of Calculation results. The invention can judge hinge joint damage without interrupting traffic.

【技术实现步骤摘要】
一种装配式桥梁铰缝损伤分类分级评价方法及评价系统
本专利技术属于桥梁结构评估
，特别是一种装配式桥梁铰缝损伤分类分级评价方法及评价系统。
技术介绍
铰缝是空心板梁桥的薄弱环节，其一旦出现早期病害，性能会急剧下降，影响桥梁结构的横向传力特性，削弱结构整体受力性能，导致单板受力，直接影响结构的使用安全和使用寿命。关于铰缝健康状况的判定，目前主要通过荷载试验方法对铰缝的结构进行检测，荷载试验法判断铰缝受损的方式主要是对横向分布系数经过详细的分析，判断传递剪力是否正常，但是这种方式需要花费大量的人力物力，所以很难在大面积内施行。专利CN102608026B根据桥梁静载试验中的荷载大小、位置以及实测板梁位移等信息得到铰缝剪力和铰缝刚度。定义了铰缝传力能力指标Λi和铰缝刚度比指标λi，并提出相应的对铰缝损伤程度评判的方法，该方法以荷载试验为基础需耗费大量人力物力；张枢文.空心板梁铰缝的非接触式检测方法研究(J).低温建筑技术,2017,39(10):87-89.采用板梁相对位移与空心板位移的比值作为评价指标，测试分析了在不中断交通的情况下某实桥空心板梁铰缝相邻处的各点位移，并对铰缝作出损伤评估，但该方法仅考虑铰缝损伤带来的位移变化作为评价标准，不能准确反映铰缝受损真实情况。此外，对装配式桥梁铰缝损伤的评价不能一概而论，不同交通荷载等级的桥梁对铰缝承载能力的要求也不完全一致，因此，铰缝损伤等级需根据桥梁所处沿线公路的等级进行细化分类。铰缝作为装配式板梁桥的关键部位和薄弱环节，为了避免铰缝严重受损对桥梁的安全性和耐久性产生影响，需提出针对于空心板铰缝损伤评价的新技术就显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种装配式桥梁铰缝损伤分类分级评价方法及评价系统，可在不中断交通的情况下进行铰缝损伤的判断。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种装配式桥梁铰缝损伤分类分级评价方法，包括以下步骤：步骤1、对所检测的装配式桥梁所处的沿线公路等级进行划分；步骤2、计算铰缝病害长度比：测量带病害铰缝的长度L1，测量单跨板梁的长度L2，计算得到铰缝病害长度比λ，其中，λ＝L1/L2；步骤3、计算板梁相对位移比：测定相邻板梁的绝对位移，设dL为铰缝左侧的板梁绝对位移，dR为铰缝右侧的板梁绝对位移；测定相邻板梁的相对位移Δd；计算得到板梁相对位移比δ：步骤4、以装配式桥梁所处的沿线公路等级为基础，结合铰缝病害长度比λ和板梁相对位移比δ两个评价指标进行铰缝损伤分类分级评价。一种装配式桥梁铰缝损伤分类分级评价系统，包括第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器、数据采集卡、基于计算机的数据处理系统；所述第一位移传感器、第二位移传感器分别设置在铰缝左右两侧的板梁梁底跨中断面处，分别用以测量铰缝左侧的板梁绝对位移和铰缝右侧的板梁绝对位移；所述第三位移传感器为“U”型位移传感器，用以测定相邻板梁的相对位移；所述第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器将采集的数据通过数据采集卡传输给数据处理系统；所述数据处理系统包括数据输入模块、铰缝病害长度计算模块、板梁相对位移比计算模块、表格存储模块、铰缝损伤评价模块；所述数据输入模块用以输入带病害铰缝的长度、单跨板梁的长度；所述铰缝病害长度计算模块用以利用数据输入模块输入的数据，计算铰缝病害长度比；所述铰缝病害相对位移比计算模块用以计算板梁相对位移比；所述表格存储模块用以存储公路等级划分表；所述铰缝损伤评价模块调用表格存储模块存储的公路等级划分表，并结合铰缝长度比的计算结果和板梁相对位移比的计算结果。本专利技术与现有技术相比，其显著优点：(1)本专利技术的一种装配式桥梁铰缝损伤分类分级评价方法，以装配式桥梁所处沿线的公路等级为基础进行了装配式桥梁的细化分类，考虑了不同交通荷载等级的桥梁对铰缝承载能力要求不完全一致的现实问题。(2)本专利技术的一种装配式桥梁铰缝损伤分类分级评价方法，采用了铰缝病害长度比λ和板梁相对位移比δ两个指标进行叠加综合评价，方法更加科学合理。(1)本专利技术的一种装配式桥梁铰缝损伤分类分级评价方法及系统，铰缝病害长度比λ和板梁相对位移比δ两个评价指标的数据采集较为简单容易，可在不中断交通的情况下进行铰缝损伤的判断。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。附图说明图1为本专利技术方法的流程图。图2为本专利技术的板梁位移传感器测试原理图图3为本专利技术实施案例混凝土空心板梁结构示意图。具体实施方式为了说明本专利技术的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步的介绍。结合图1，本专利技术的一种装配式桥梁铰缝损伤分类分级评价方法，包括以下步骤：步骤1、对所检测的装配式桥梁所处的沿线公路等级进行划分，公路等级划分标准如表1所示。其中，一级公路和高速公路属于高等级公路，二级公路属于中等级公路，三级公路和四级公路属于低等级公路。表1公路等级划分表步骤2、计算铰缝病害长度比：选择需要进行铰缝损伤评价的铰缝进行外观检测，测量带病害铰缝的长度L1(病害类型包括析白、渗水、勾缝脱落)，同一部位携带多种病害的以单一病害最大长度记，测量单跨板梁的长度L2，计算得到铰缝病害长度比λ，其中，λ＝L1/L2，0≤λ≤1。步骤3、计算铰缝病害相对位移比：选择需要进行铰缝损伤评价的铰缝及其相邻板梁，测定相邻板梁的绝对位移，设dL为铰缝左侧的板梁绝对位移，dR为铰缝右侧的板梁绝对位移；测定相邻板梁的相对位移，记为Δd；计算得到板梁相对位移比δ：作为一种实施方式，结合图2，在铰缝3左侧板梁1、右侧板梁2梁底跨中断面分别设有第一位移传感器5和第二位移传感器6，分别用以测量铰缝左侧的板梁绝对位移和铰缝右侧的板梁绝对位移dL、dR；在相邻板梁间设置“U”型位移传感器4测定相邻板梁的相对位移Δd。需要注意的是：要在桥梁承受连续正常的汽车荷载作用下进行位移传感器位移数据的读取，位移值取3次连续测试数据的平均值为代表值，且3次数据相对误差不得高于5％，否则数据无效需进行重新测试。步骤4、以装配式桥梁所处的沿线公路等级为基础，结合铰缝病害长度比λ和板梁相对位移比δ两个评价指标进行铰缝损伤分类分级评价，其评价方案如表2和表3所示。表2高等级公路桥梁铰缝损伤评价表表3中、低等级公路桥梁铰缝损伤评价表实施例1选定的板梁为京沪高速公路中某单跨混凝土空心板梁，该桥采用20m先张法标准梁板，计算跨径为19.6m，横向由13片混凝土空心板梁铰接组成，如图2所示，梁宽0.99m，高0.85m，空心半径为0.313m，混凝土的强度为C50，板与板之间设置大铰缝，如图3所示，板梁的编号顺序从左到右依次是1#梁～13#梁，铰缝的编号从左到右依次是1#铰缝～12#铰缝。对该混凝土空心板梁桥进行桥梁铰缝外观检测，其中3#铰缝、6#铰缝、7#铰缝、9#铰缝有明显的铰缝病害特征，结合本专利技术对该4条铰缝进行铰缝损伤的判定，测量带病害铰缝的长度L1(病害类型包括析白、渗水、勾缝脱落)，同一部位携带多种病害的以单一病害最大长度记，4条铰缝病害统计情况如表4所示。表44条铰缝病害统计表对该混凝土空心板梁桥铰缝受损的板梁进行位移和相对位移的数据采集，分别在3#梁、4#梁、6#梁、7#梁、8#梁、9#梁、10#梁设置垂直位移传感器测量梁的位移，在3#梁-4#梁，6#梁-7#梁，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装配式桥梁铰缝损伤分类分级评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、对所检测的装配式桥梁所处的沿线公路等级进行划分；步骤2、计算铰缝病害长度比：测量带病害铰缝的长度L1，测量单跨板梁的长度L2，计算得到铰缝病害长度比λ，其中，λ＝L1/L2；步骤3、计算板梁相对位移比：测定相邻板梁的绝对位移，设dL为铰缝左侧的板梁绝对位移，dR为铰缝右侧的板梁绝对位移；测定相邻板梁的相对位移Δd；计算得到板梁相对位移比δ：

【技术特征摘要】
1.一种装配式桥梁铰缝损伤分类分级评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、对所检测的装配式桥梁所处的沿线公路等级进行划分；步骤2、计算铰缝病害长度比：测量带病害铰缝的长度L1，测量单跨板梁的长度L2，计算得到铰缝病害长度比λ，其中，λ＝L1/L2；步骤3、计算板梁相对位移比：测定相邻板梁的绝对位移，设dL为铰缝左侧的板梁绝对位移，dR为铰缝右侧的板梁绝对位移；测定相邻板梁的相对位移Δd；计算得到板梁相对位移比δ：步骤4、以装配式桥梁所处的沿线公路等级为基础，结合铰缝病害长度比λ和板梁相对位移比δ两个评价指标进行铰缝损伤分类分级评价。2.根据权利要求1所述的装配式桥梁铰缝损伤分类分级评价方法，其特征在于，测定相邻板梁的绝对位移，通过在铰缝左侧板梁、右侧板梁梁底跨中断面分别设有第一位移传感器和第二位移传感器测得；测定相邻板梁的相对位移通过在相邻板梁间设置U型位移传感器测得。3.根据权利要求1所述的装配式桥梁铰缝损伤分类分级评价方法，其特征在于，步骤4分类分级评价方案为：表1高等级公路桥梁铰缝损伤评价表表2中、低等级公路桥梁铰缝损伤评价表4.一种装配式桥梁铰缝损伤分类分级评价系统，其特征在于，包括第一位移传感器(5)、第二位移传感器(6)、第三位移传感器(4)、数据采集卡、基于计算机的数据处理系统；所述第一位移传感器(5)、第二位移传感器(6)分别设置在铰缝(3)左右两侧的板梁梁底跨中断面处，分别用以测量铰缝左侧的板梁绝对位移和铰缝右侧的...

【专利技术属性】
技术研发人员：康爱红，顾万，肖鹏，唐站站，陈欣，沈楸，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32