基于监测数据的桥梁支座滑板磨损及寿命预测方法及系统技术方案

本发明专利技术属于桥梁监测技术领域，并具体公开了一种基于监测数据的桥梁支座滑板磨损及寿命预测方法及系统。包括以下步骤：构建桥梁支座滑板实际磨损率数学模型；根据所述实际磨损率数学模型、支座面压以及支座纵向运动速度时程数据获取支座滑板实际磨损率时程数据，根据该实际磨损率时程数据和支座滑板累积位移增量时程数据获取支座滑板日磨损量数据；根据所述日磨损量数据构建日滑板磨损量的Gamma随机过程模型，基于该模型及支座滑板剩余厚度预测得到支座滑板的长期磨损量及剩余使用寿命。本发明专利技术基于已有的滑板磨损量数据分布特征，模拟日磨损量的Gamma随机过程，进而预测得到考虑影响因素与随机性的滑板长期磨损量及支座寿命，磨损量及寿命预测精度高。磨损量及寿命预测精度高。磨损量及寿命预测精度高。

【技术实现步骤摘要】
基于监测数据的桥梁支座滑板磨损及寿命预测方法及系统


[0001]本专利技术属于桥梁监测
，具体地，涉及一种基于监测数据的桥梁支座滑板磨损及寿命预测方法及系统，更具体的，涉及一种基于监测数据驱动的桥梁支座滑板磨损及寿命预测方法及系统。

技术介绍

[0002]随着桥梁服役时间的增长，其关键性构件在外界环境和各类荷载作用下将产生老化和损伤。支座作为大跨桥梁结构的重要受力构件之一，在实际运营中出现的支座变形磨损和承载力下降等问题，会直接影响到桥梁安全运营。大跨径桥梁在实际服役环境下，由于车辆荷载的长期往复作用导致支座位移不断累积，造成支座内部聚四氟乙烯滑板磨损严重，进而降低支座使用寿命。因此，为实时掌握支座实际服役寿命，以确保支座服役状态安全可靠，对支座四氟乙烯滑板磨损状态进行长期监测显得尤为关键。
[0003]支座滑板磨损主要是由支座大量累积滑动位移引起，累积滑动位移主要是由车辆、风等动力荷载引起的动位移构成，温度引起的静位移累积量仅占总累积滑动位移的很小一部分，如苏通大桥支座静位移累积量仅约0.469m，动位移累积量高达4.481m。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于监测数据的桥梁支座滑板磨损及寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，构建桥梁支座滑板实际磨损率数学模型；步骤二，根据所述实际磨损率数学模型、支座面压以及支座纵向运动速度时程数据获取支座滑板实际磨损率时程数据，根据该实际磨损率时程数据和支座滑板累积位移增量时程数据获取支座滑板日磨损量数据；步骤三，根据所述日磨损量数据构建日滑板磨损量的Gamma随机过程模型，基于该模型及支座滑板剩余厚度预测得到支座滑板的长期磨损量及剩余使用寿命。2.根据权利要求1所述的一种基于监测数据的桥梁支座滑板磨损及寿命预测方法，其特征在于，步骤一中，通过不同面压、不同滑动速度下的滑板磨损率试验结果建立基准磨损率和面压与速度乘积的数学关系模型，同时结合实桥状况调整磨损率数学模型修正系数，确定桥梁支座滑板实际磨损率数学模型。3.根据权利要求2所述的一种基于监测数据的桥梁支座滑板磨损及寿命预测方法，其特征在于，所述实际磨损率数学模型包括：W
t
＝α
·
W其中，α为修正系数，W为基准磨损率，W
t
为实际磨损率。4.根据权利要求1所述的一种基于监测数据的桥梁支座滑板磨损及寿命预测方法，其特征在于，所述步骤二包括以下步骤：S201获取桥梁支座纵向位移，并采用中心差分及差值计算方法得到支座纵向运动速度时程数据和累积位移增量时程数据；S202通过基于支座设计参数建立支座面压的随机正态分布或通过传感器监测获得支座面压值；S203根据所述实际磨损率数学模型、支座面压以及支座纵向运动速度时程数据获取支座滑板实际磨损率时程数据，根据该实际磨损率时程数据和支座滑板累积位移增量时程数据获取支座滑板日磨损量数据。5.根据权利要求1所述的一种基于监测数据的桥梁支座滑板磨损及寿命预测方法，其特征在于，步骤S201中，获取桥梁支座纵向位移，并采用中心差分及差值计算方法得到支座纵向运动速度时程数据和累积位移增量时程数据包括：获取桥梁支座纵向位移，采用有限元差分方法对时间进行求导，以获取支座纵向运动速度，纵向位移数据的时间间隔为等时间步长，则支座纵向运动速度的中心差分近似为：式中，为支座纵向运动速度，u
i+1
为第i+1次采样的纵向位移值，u
i
‑1为第i
‑
1次采样的纵向位移值，Δt为位移采样时间间隔。支座纵向累积位移实际反映了支座随时间不断变化的行程量，累积位移增量时程数据为t秒时支座的纵向累积位移增量，其具体计算公式为：W(t)＝|u
i+1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：马建，李捷，沈建良，苑洁艺，刘玉静，何超，董华能，徐源庆，李冲，
申请(专利权)人：江苏高速公路工程养护技术有限公司江苏苏通大桥有限责任公司，
类型：发明
国别省市：