一种钢箱梁疲劳裂纹开裂位置的定位编码方法技术

本发明专利技术公开了一种钢箱梁疲劳裂纹开裂位置的定位编码方法，通过建立桥梁GIS平面坐标系、主体构件编号及命名、建立U肋结构单元局部坐标、开裂位置划分和编号、裂纹位置信息编码五个步骤实现了大跨桥梁钢箱梁疲劳裂纹在纵桥向、横桥向、内部空间及具体扩展方向的准确定位。同时，所提出的定位方法可适用于不同类型、不同走向的大跨桥梁钢箱梁的疲劳裂纹定位，可促进钢箱梁养护的标准化进程。

【技术实现步骤摘要】
一种钢箱梁疲劳裂纹开裂位置的定位编码方法
本专利技术属于钢桥维护
，具体涉及钢箱梁疲劳裂纹开裂位置定位及编码方法。
技术介绍
钢箱梁因其自重轻、承载能力大、抗风稳定性好、便于工厂化制造等特点，广泛应用于大跨/特大跨桥梁的中。钢箱梁的构造较为复杂，内部由众多纵肋和横肋交错焊接，形成了正交异性钢桥面板体系。但由于其板厚较薄，车载荷载作用下应力影响线端，局部焊接残余应力大等原因使得钢箱梁的正交异性钢桥面板的疲劳问题较为严重。疲劳裂纹往往在顶板、纵肋和横肋三者焊接的部位产生，并且发展迅速。目前在对疲劳裂纹检查过程中，往往只记录对应的具体位置以及粗略的长度，其他裂纹信息通常被忽略，比如具体的萌生部位、裂纹扩展路径等。采用人工拍照的方式能够较为准确地记录疲劳裂纹扩展过程中地重要信息，但由于相应技术手段缺乏，只能采用手持式相机或手机进行拍照，并且需要双手的支撑以及辅助操作，在钢箱梁内无法提高效率。同时，在利用现有手段进行拍照采集时，照片中仍缺少裂纹在桥梁中具体位置的信息，使得在后期照片整理过程中容易产生丢失、新增、对不上等情况的发生，严重影响疲劳裂纹信息采集的准确性。
技术实现思路
技术方案：为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：步骤1：桥梁GIS平面坐标系的建立：首先，通过GIS对大跨桥梁的桥面板的地理位置，按照东南西北四个方向进行划分；然后，设置桥梁的原点，以该原点将大桥车道分为西侧行车道和东侧行车道；接着，以大桥管理中心为原点，对大桥上钢箱梁按照离大桥管理中心由近到远依次编号，同时对钢箱梁的桥面U肋按照由两侧向中间的顺序依次编号，其中：设在西侧行车道上的桥面U肋的编号前添加符号“+”，设在东侧行车道上的桥面U肋的编号前添加符号“-”；步骤2：对钢箱梁桥面板的主要构件以及焊缝进行编号，所述主要构件包括顶板、U肋、横隔板和加劲肋；步骤3：针对U肋的局部结构单位建立局部坐标系统，用于划分U肋四周裂纹的具体开裂位置；步骤4：对U肋四周裂纹的具体开裂位置进行划分和编码；步骤5：对经过划分和编号后的开裂位置信息进行组合编码。进一步改进，所述桥梁的原点选择大桥管理中心。进一步改进，所述U肋四周裂纹的开裂位置的编码包括空间位置信息和局部位置信息，所述空间位置信息包括横隔板号、U肋号和裂纹代号，所述局部位置信息包括裂纹在局部坐标系中的位置编码；所述开裂位置的编码通过条形码或BIM技术进行读取和解析。进一步的，所述钢箱梁桥面板的主要构件以字母作为代号，且顶板、U肋、横隔板和加劲肋按优先级先后排序，主要构件之间的焊缝以两者之间的字母代号按照优先级先后进行组合编码。进一步的，针对独立的钢箱梁单元建立各自的U肋结构单元的局部坐标系，以U肋结构单元的中心建立十字坐标，以第四象限为首位并标记为序号“1”，并按顺时针对其他象限依次标记阿拉伯数字序号，U肋开裂位置通过U肋编号与开裂所处象限的序号的组合进行编码。进一步的，所述横隔板母材的裂纹位置按照东西上下四个方位进行方位数字编号，并以横隔板代号与裂纹方位数字编号的组合作为横隔板裂纹的编码。进一步的，所述顶板与U肋之间的焊缝裂纹的位置以该焊缝裂纹相对横隔板的南北方向，以及相对U肋的东西方向进行方位数字编号，然后将该处焊缝裂纹的顶板与U肋的编码，组合该方位数字编号形成顶板与U肋之间的焊缝裂纹的组合编码。进一步的，所述U肋母材的裂纹位置，以该裂纹相对横隔板的南北上下方向，以及相对U肋的东西方西方向进行方位数字编号，然后将该处裂纹的U肋的编码，组合该方位数字编号形成U肋母材的裂纹的组合编码。进一步的，所述相邻U肋的对接焊缝裂纹位置，以该焊缝裂纹相对U肋的东西方西以及底部进行方位数字编号，然后将该处裂纹的U肋的编码，组合该方位数字编号形成相邻U肋的对接焊缝裂纹的组合编码。进一步的，所述横隔板与加劲肋的焊缝裂纹位置，以该焊缝裂纹相对加劲肋的东西方西以及顶部进行方位数字编号，然后将该处裂纹的横隔板和加劲肋的编码，组合该方位数字编号形成横隔板与加劲肋的焊缝裂纹的组合编码。有益效果：本专利技术提出了一套通用性和可识别性较强的钢箱梁疲劳裂纹开裂位置定位及编码方法，通过五个具体步骤实现了大跨桥梁钢箱梁疲劳裂纹在纵桥向、横桥向、内部空间及具体扩展方向的准确定位。同时，所提出的定位方法可适用于不同类型、不同走向的大跨桥梁钢箱梁的疲劳裂纹定位。通过标准化的定位和编码，有效提高了钢箱梁现场检查及室内对比分析的效率，可促进钢箱梁养护的标准化进程。本专利技术的编码方法通过与条形码技术、BIM技术、人工智能技术等相互集成，进一步实现了钢箱梁疲劳裂纹定位及编码的智能化管理。附图说明图1是钢箱梁疲劳裂纹开裂位置定位和编码的示例性流程示意图；图2是桥梁GIS地理位置信息和行车道定位平面示意图；图3是桥梁走向示意图；图4是钢箱梁横断面图；图5是钢桥面板体系透视图；图6是U肋结构单元的局部坐标系；图7是横隔板母材裂纹的位置示意图；图8是顶板与U肋焊缝裂纹的位置示意图；图9是U肋母材裂纹的位置示意图；图10是U肋对接焊缝裂的位置纹示意图；图11是横隔板与加劲肋焊缝裂纹的位置示意图；图12是疲劳裂纹开裂位置信息编码示例图。其中，大跨桥梁1，北侧桥塔11，南侧桥塔12，西侧行车道13，东侧行车道14，大桥管理中心100，GIS地理位置坐标21，河流3，河岸31，钢箱梁4，顶板41，U肋42，横隔板43，加劲肋44，底板45，顶板与U肋焊缝4142，顶板与横隔板焊缝4143，U肋对接/嵌补段焊缝4242，U肋与横隔板焊缝4245，横隔板与加劲肋焊缝4344，U肋结构单元局部坐标系22，东侧上部横隔板裂纹51，东侧下部横隔板裂纹52，西侧下部横隔板裂纹53，西侧上部横隔板裂纹54，东侧沿北侧扩展的顶板与U肋焊缝裂纹611，东侧沿南侧扩展的顶板与U肋焊缝裂纹612，西侧沿北侧扩展的顶板与U肋焊缝裂纹621，西侧沿南侧扩展的顶板与U肋焊缝裂纹622，东侧上部沿北侧扩展的U肋母材裂纹711，东侧上部沿南侧扩展的U肋母材裂纹712，东侧下部沿北侧扩展的U肋母材裂纹721，东侧下部沿南侧扩展的U肋母材裂纹722，西侧下部沿北侧扩展的U肋母材裂纹731，西侧下部沿南侧扩展的U肋母材裂纹732，西侧上部沿北侧扩展的U肋母材裂纹741，西侧上部沿南侧扩展的U肋母材裂纹742，东侧U肋对接焊缝裂纹81，底部U肋对接焊缝裂纹82，西侧U肋对接焊缝裂纹83，上部横隔板与加劲肋焊缝裂纹91，东侧横隔板与加劲肋焊缝裂纹92，西侧横隔板与加劲肋焊缝裂纹93，裂纹位置信息2，空间位置信息21a，局部特征信息21b，示例性编码一201，示例性编码二202。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。如图1所示，本专利技术的钢箱梁疲劳裂纹开裂位置的定位编码方法，主要涉及五个步骤，步骤一是建立桥梁GIS平面坐标系，步骤二是对主体构件编号及命名，步骤三是建立U肋结构单元局部坐标，步骤四是开裂位置划分和编号，步骤五是裂纹位置信息编码。所述桥梁GIS平面坐标系包括整体坐标方位系统，横断面行车道方位、横隔板编号和U本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢箱梁疲劳裂纹开裂位置的定位编码方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：桥梁GIS平面坐标系的建立：首先，通过GIS对大跨桥梁的桥面板的地理位置，按照东南西北四个方向进行划分；然后，设置桥梁的原点，以该原点将大桥车道分为西侧行车道和东侧行车道；接着，以大桥管理中心为原点，对大桥上钢箱梁按照离大桥管理中心由近到远依次编号，同时对钢箱梁的桥面U肋按照由两侧向中间的顺序依次编号，其中：设在西侧行车道上的桥面U肋的编号前添加符号“+”，设在东侧行车道上的桥面U肋的编号前添加符号“‑”；步骤2：对钢箱梁桥面板的主要构件以及焊缝进行编号，所述主要构件包括顶板、U肋、横隔板和加劲肋；步骤3：针对U肋的局部结构单位建立局部坐标系统，用于划分U肋四周裂纹的具体开裂位置；步骤4：对U肋四周裂纹的具体开裂位置进行划分和编码；步骤5：对经过划分和编号后的开裂位置信息进行组合编码。

【技术特征摘要】
1.一种钢箱梁疲劳裂纹开裂位置的定位编码方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：桥梁GIS平面坐标系的建立：首先，通过GIS对大跨桥梁的桥面板的地理位置，按照东南西北四个方向进行划分；然后，设置桥梁的原点，以该原点将大桥车道分为西侧行车道和东侧行车道；接着，以大桥管理中心为原点，对大桥上钢箱梁按照离大桥管理中心由近到远依次编号，同时对钢箱梁的桥面U肋按照由两侧向中间的顺序依次编号，其中：设在西侧行车道上的桥面U肋的编号前添加符号“+”，设在东侧行车道上的桥面U肋的编号前添加符号“-”；步骤2：对钢箱梁桥面板的主要构件以及焊缝进行编号，所述主要构件包括顶板、U肋、横隔板和加劲肋；步骤3：针对U肋的局部结构单位建立局部坐标系统，用于划分U肋四周裂纹的具体开裂位置；步骤4：对U肋四周裂纹的具体开裂位置进行划分和编码；步骤5：对经过划分和编号后的开裂位置信息进行组合编码。2.根据权利要求1所述钢箱梁疲劳裂纹开裂位置的定位编码方法，其特征在于：所述桥梁的原点选择大桥管理中心。3.根据权利要求2所述钢箱梁疲劳裂纹开裂位置的定位编码方法，其特征在于：所述U肋四周裂纹的开裂位置的编码包括空间位置信息和局部位置信息，所述空间位置信息包括横隔板号、U肋号和裂纹代号，所述局部位置信息包括裂纹在局部坐标系中的位置编码；所述开裂位置的编码通过条形码或BIM技术进行读取和解析。4.根据权利要求3所述钢箱梁疲劳裂纹开裂位置的定位编码方法，其特征在于：所述钢箱梁桥面板的主要构件以字母作为代号，且顶板、U肋、横隔板和加劲肋按优先级先后排序，主要构件之间的焊缝以两者之间的字母代号按照优先级先后进行组合编码。5.根据权利要求4所述钢箱梁疲劳裂纹开裂位置的定位编码方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉伯海，袁周致远，傅中秋，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32