一种基于转角的梁、板竖向位移计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于转角的梁、板竖向位移计算方法，测量得到桥梁或板体的每个跨的跨长l、每个跨的实测倾角θ和每个跨两端的跨端的绝对值纵坐标H，计算得到终正角α；利用终正角α对m个跨的倾角θ进行终正，得到终正倾角θ

【技术实现步骤摘要】
一种基于转角的梁、板竖向位移计算方法


[0001]本专利技术涉及钢结构、混凝土结构板体、梁体和桥梁的监测
，具体为一种基于转角的梁、板竖向位移计算方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济实力的迅速提升，混凝土结构板体、梁体、钢结构以及桥梁建设数量逐年增长，其中大中型桥梁建设比重逐年增加。然而由于结构退化、自然因素破坏、外力及环境突变等众多因素引起的混凝土结构板体、梁体、钢结构以及桥梁损伤甚至坍塌等事故也逐年增多。因此需要对混凝土结构板体、梁体、钢结构以及桥梁的健康状况进行监测，因为混凝土结构板体、梁体、钢结构以及桥梁会发生沉降，因此在混凝土结构板体、梁体、钢结构以及桥梁监测的过程需要对混凝土结构板体、梁体、钢结构以及桥梁的轴线纵向平面位移值进行监测，而现有的对轴线纵向平面位移值进行计算处理方法，计算误差较大，不能客观且精准地反应混凝土结构板体、梁体、钢结构以及桥梁的轴线纵向平面位移值。因此我们对此做出改进，提出一种基于转角的梁、板竖向位移计算方法。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：
[0004]本专利技术一种基于转角的梁、板竖向位移计算方法，包括以下几个步骤：
[0005]步骤S1：测量得到桥梁或板体的每个跨的跨长l、每个跨的实测倾角θ和每个跨两端的跨端的绝对值纵坐标H，计算得到终正角α；
[0006]步骤S2：利用终正角α对m个跨的倾角θ进行终正，得到终正后的终正倾角θ
’
；
[0007]步骤S3：构建桥梁或板体的跨挠度曲线函数；
[0008]步骤S4：构造正交多项式基函数，利用以正交多项式基函数的最小二乘法对构建的桥梁或板体的跨挠度曲线函数进行拟合，得到初步的整个桥梁桥梁或板体的挠度曲线函数；
[0009]步骤S5：对初步的整个桥梁或板体的挠度曲线函数进行沉降终正，得到最终的整个桥梁或板体的挠度曲线函数。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤S1中计算终正角α的方法是，取第i个跨的跨长为l
i
，取第i个跨的两端的跨端绝对值纵坐标为H
i
和H
i+1
，取该跨的终正角为α
i
[0011]则有，
[0012]其中Δh
i
＝H
i
‑
H
i+1
[0013]则有θ
’
i
＝θ
i
‑
α
i
，其中θ
’
i
为第i个跨的终正倾角，θ
i
为第i个跨的实测倾角。
[0014]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述构建桥梁或板体的跨挠度曲线函数的方法是，设在第i个跨布置有K个倾角仪，且设在第i个跨上梁扰度曲线为y
i
(x)，y
i
(x)满足该跨的
扰度边界调节，y
i
(x)的表达式如下：
[0015][0016]式中的x指的是以桥梁或板体的该跨中的左边梁端为原点，以桥梁或板体的轴线为横向正坐标轴的轴向横坐标；l为桥梁或板体的该跨的跨长，为构造的正交多项式基函数。
[0017]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述的以正交多项式基函数的最小二乘法对构建的桥梁或板体的跨挠度曲线函数进行拟合的方法是，构造正交多项式基函数，选取已知的和便可得包含在内的一组正交函数组，为构造的正交多项式基函数的首项函数表达式，
[0018][0019]其中a和b是构造过程中的系数，x指的是以桥梁或板体的该跨中的左边梁端为原点，以桥梁或板体的轴线为横向正坐标轴的轴向横坐标，
[0020]从而得到K个相互正交的函数代入系统矩阵A，整理表达式得，
[0021][0022]将A代入到A
T
AX
*
＝A
T
θ
’
，得到方程的近似解X
*
，其中X
*
＝(X1，X2，...，X
k
)
T
，θ
’
＝(θ
’1，θ
’2，...，θ
’
k
)
T
为终正后的终正倾角，
[0023]将X
*
＝(X1，X2，...，X
k
)
T
代入到
[0024]得到初步的整个桥梁或板体的的挠度曲线函数。
[0025]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤五中对初步的整个桥梁或板体的的挠度曲线函数进行沉降终正的方法是，
[0026][0027]则y
’
i
(x)为最终整个桥梁或板体的的挠度曲线函数，式中的x指的是以桥梁或板
体的该跨中的左边梁端为原点，以桥梁或板体的轴线为横向正坐标轴的轴向横坐标；l为桥梁或板体的该跨的跨长。
[0028]作为本专利技术的一种优选技术方案，
[0029]本专利技术的有益效果是：该种基于转角的梁、板竖向位移计算方法，首先测量得到桥梁或板体的每个跨的跨长l、每个跨的实测倾角θ和每个跨两端的跨端的绝对值纵坐标H，计算得到终正角α；利用终正角α对m个跨的倾角θ进行终正，得到终正倾角θ
’
；构建桥梁或板体的跨挠度曲线函数；构造正交多项式基函数，利用以正交多项式基函数的最小二乘法对构建的桥梁或板体的跨挠度曲线函数进行拟合，得到初步的整个桥梁桥梁或板体的挠度曲线函数；对初步的整个桥梁或板体的挠度曲线函数进行沉降终正，得到最终的整个桥梁或板体的挠度曲线函数。通过以上过程都是用来计算钢结构、混凝土结构板体、梁体挠度变化中钢结构、混凝土结构板体、梁体轴线各点的挠度(每一跨中各点相对两端点连线的纵向平面位移值)位移值，并通过增加对钢结构、混凝土结构板体、梁体端点的监测，获取钢结构、混凝土结构板体、梁体端点的绝对沉降量，得到各点的纵向平面位移值，使得得到的纵向平面位移值更加的精准，且误差较小。
附图说明
[0030]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0031]图1是本专利技术一种基于转角的梁、板竖向位移计算方法的流程图。
具体实施方式
[0032]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0033]实施例：如图1所示，本专利技术一种基于转角的梁、板竖向位移计算方法，包括以下几个步骤：
[0034]步骤S1：测量得到桥梁或板体的每个跨的跨长l、每个跨的实测倾角θ和每个跨两端的跨端的绝对值纵坐标H，计算得到终正角α；
[0035]步骤S2：利用终正角α对m个跨的倾角θ进行终正，得到终正后的终正倾角θ
’
；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于转角的梁、板竖向位移计算方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤S1：测量得到桥梁或板体的每个跨的跨长l、每个跨的实测倾角θ和每个跨两端的跨端的绝对值纵坐标H，计算得到终正角α；步骤S2：利用终正角α对m个跨的倾角θ进行终正，得到终正后的终正倾角θ
’
；步骤S3：构建桥梁或板体的跨挠度曲线函数；步骤S4：构造正交多项式基函数，利用以正交多项式基函数的最小二乘法对构建的桥梁或板体的跨挠度曲线函数进行拟合，得到初步的整个桥梁桥梁或板体的挠度曲线函数；步骤S5：对初步的整个桥梁或板体的挠度曲线函数进行沉降终正，得到最终的整个桥梁或板体的挠度曲线函数。2.根据权利要求1所述的一种基于转角的梁、板竖向位移计算方法，其特征在于，所述步骤S1中计算终正角α的方法是，取第i个跨的跨长为l
i
，取第i个跨的两端的跨端绝对值纵坐标为H
i
和H
i+1
，取该跨的终正角为α
i
则有，其中Δh
i
＝H
i
‑
H
i+1
则有θ
’
i
＝θ
i
‑
α
i
，其中θ
’
i
为第i个跨的终正倾角，θ
i
为第i个跨的实测倾角。3.根据权利要求1所述的一种基于转角的梁、板竖向位移计算方法，其特征在于，所述构建桥梁或板体的跨挠度曲线函数的方法是，设在第i个跨布置有K个倾角仪，且设在第i个跨上梁扰度曲线为y
i
(x)，y
i
(x)满足该跨的扰度边界调节，y
i
(x)的表达式如下：式中的x指的是以桥梁或板体的该跨中的左边梁端为原点，以桥梁或板体的轴线为横向正坐标轴的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄水灿，
申请(专利权)人：深圳华星智感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：