【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于桥梁施工信息化监控，具体涉及一种装配式曲线斜交简支变连续小箱梁桥的信息化监控方法。
技术介绍
1、装配式曲线斜交简支变连续小箱梁桥是一种结合了预制结构、现浇结构和简支变连续体系转换的结构形式，曲线斜交装配式小箱梁安装过程精度要求高，体系转换前后该桥受力变形复杂，现浇桥梁部分和预制部分混凝土龄期相差较大，并且该类桥在长期使用过程中与普通桥梁有一定差异，需要在施工过程对该类桥保证施工过程精确，合理，快速。装配式曲线斜交简支变连续小箱梁桥有以下两大特点。其一该桥由较多片小箱梁组成，每一片装配式小箱梁安装角度不同，有一定的不规则性，并且安装监控过程数据繁多，控制因素复杂。其二是该类桥施工过程是一个体系转换过程，从简支结构转换为连续结构，转换过程受力变形差异都很大且复杂，为了保证施工质量，需要对该类桥关键部位的受力变形进行精细化控制，保证体系转换过程受力变形与理论计算和有限元计算结果吻合，防止体系转换过程受力变形过大，造成施工相关问题。另一方面受桥梁斜交、变曲率等因素的影响，其力学行为较为复杂。该类桥梁在荷载作用下除会产生拉压、弯曲和剪力外，还将产生扭转、翘曲和畸变，同时，各种效应之间的耦合作用十分复杂。
2、桥梁施工控制的任务就是要根据全过程中实际发生的各项影响桥梁内力与变形的参数，结合施工过程中测得的各阶段主梁内力(应力)与变形数据，随时分析各施工阶段中主梁内力和变形与设计预期值的差异并找出原因，提出修正对策，以确保在全桥建成以后桥梁的内力和外形曲线与设计值相符合。
3、桥梁施工控制的工作从广义来
4、目前装配式桥梁吊装过程复杂、对施工进度要求高、施工难度大是其自身的特点，工程界采用常规的桥梁线形、应力测试方法，需要投入大量的技术人员进行高密度的现场数据采集、采集得到的海量数据采用人工分析方法进行诊断分析，技术人员工作量大、效率低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种实时对施工现场进行远程监测并能够自动预警的装配式曲线斜交简支变连续小箱梁桥的信息化监控方法。
2、基于上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种装配式曲线斜交简支变连续小箱梁桥的信息化监控方法，包括以下步骤：
4、步骤1，将桥段划分为连续的单元，采集各单元两端的节点位置的实际挠度信息和实际应力信息；将采集的挠度和应力信息利用5g通讯技术传输至自主研发的信息化控制平台。
5、步骤2，计算结构总位移矩阵，然后根据结构总位移矩阵得到所有节点的位移列阵，再通过结构节点自由度对照表提取出每个单元两端的节点位移，得到所有节点的理论挠度信息；每个单元两端的节点位移表达式如下：
6、
7、式中，是第e个单元i端节点的位移矩阵；是第e个单元j端节点的位移矩阵；为第e个单元i端节点水平位移；为第e个单元i端节点竖向位移；为第e个单元i端节点转角；为第e个单元j端节点水平位移；为第e个单元j端节点竖向位移；为第e个单元j端节点转角。
8、步骤3，计算所有单元节点力矩阵，根据单元节点力矩阵计算所有节点的理论应力信息。
9、步骤4，计算实际挠度信息和信息化控制平台接收的理论挠度信息的挠度偏差，计算实际应力信息和信息化控制平台接收的理论应力信息的应力偏差；当挠度偏差与应力偏差均在3％以内时，处于安全状态；当挠度偏差与应力偏差均在3％～8％范围内时，监测系统发出一级预警，对现场进行排查；当挠度偏差与应力偏差均在8％～15％范围内时，监测系统发出二级预警，现场停工并排查危险源。
10、进一步的，在步骤2中，根据下式计算结构总位移矩阵：
11、kδ＝p
12、式中，k是结构总刚度矩阵；δ是结构总位移矩阵；p是结构总荷载矩阵；
13、
14、
15、式中，ne是单元数量；ke是第e个单元的刚度矩阵；l为第e个单元的长度，e为弹性模量，a为第e个单元的截面面积，iz为第e个单元绕z轴的惯性矩。
16、进一步的，
17、
18、
19、
20、式中，是给定的直接作用在节点上的外荷载；是单元跨间荷载组集而成的等效节点荷载矩阵；是温度引起的等效节点荷载矩阵；为单元跨间荷载作用的等效节点荷载；为为单元温度荷载作用的等效节点荷载。
21、进一步的，在步骤3中，单元节点力矩阵计算如下：
22、
23、式中，fe是第e个单元节点力矩阵；r是单元坐标变换矩阵；
24、单元节点矩阵包括单元两端节点力分量如下：
25、
26、
27、式中，fie是第e个单元i端节点力矩阵；是第e个单元j端节点力矩阵；为第e个单元i端的轴力；为第e个单元i端的剪力；为第e个单元i端的弯矩；为第e个单元j端的轴力；为第e个单元j端的剪力；为第e个单元j端的弯矩。
28、进一步的，在步骤3中，第e个单元节点i的理论应力计算如下：
29、
30、
31、式中，σe上是第e个单元截面上缘的应力；是第e个单元截面下缘的应力；y上和y下分别为第e个单元的形心轴(重心轴)距离单元截面上边缘和下边缘的距离。
32、进一步的，各单元两端的节点位置为主梁各施工梁段跨中位置以及主桥墩位置；节点应力的监测位置为主梁各施工梁段跨中截面位置及主桥桥墩截面位置。
33、进一步的，使用hf-5b型桥梁光电挠度检测仪采集节点位置的实际挠度信息，使用钢弦式传感器采集节点位置的实际应力信息。
34、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
35、主梁的挠度测点位于主梁各施工梁段的跨中位置，通过观测桥梁挠度和应力变化，分析桥梁体系转换中预应力施加效应，以减小体系转换次内力，能够提高桥梁耐久性。主梁的应变测点位于各施工梁段的跨中截面位置及主桥桥墩截面位置处，通过观测桥梁控制截面的应力变化，获得桥梁体系转换中预应力施加效应，使得桥梁成桥内力符合设计要求。
36、本专利技术采用桥梁光电挠度仪远距离采集跨既有市政道路主梁施工梁段跨中挠度，解决了采用传统方法无法采集跨线桥主梁挠度的难题，为主梁预拱度测量提供了信息化采集手段，同时采用钢弦式应变计粘贴在主梁的各施工梁段跨中截面位置及主桥桥墩截面位置处对桥梁各施工阶段所处的应力状态进行实时采集，实现了桥梁施工挠度和应力的信息化采集与分析，利用bim三维可视化功能模拟装配式曲线斜交小箱梁安装过程，改进了施工工艺，消除了吊装控制盲区，提高了施工质量，避免了工程事故的发生本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种装配式曲线斜交简支变连续小箱梁桥的信息化监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的装配式曲线斜交简支变连续小箱梁桥的信息化监控方法，其特征在于，在步骤2中，根据下式计算结构总位移矩阵：
3.如权利要求2所述的装配式曲线斜交简支变连续小箱梁桥的信息化监控方法，其特征在于，
4.如权利要求3所述的装配式曲线斜交简支变连续小箱梁桥的信息化监控方法，其特征在于，在步骤3中，单元节点力矩阵计算如下：
5.如权利要求4所述的装配式曲线斜交简支变连续小箱梁桥的信息化监控方法，其特征在于，在步骤3中，第e个单元节点i端的理论应力计算如下：
6.如权利要求5所述的装配式曲线斜交简支变连续小箱梁桥的信息化监控方法，其特征在于，各单元两端的节点位置为主梁各施工梁段跨中位置以及主桥墩位置。
7.如权利要求6所述的装配式曲线斜交简支变连续小箱梁桥的信息化监控方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种装配式曲线斜交简支变连续小箱梁桥的信息化监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的装配式曲线斜交简支变连续小箱梁桥的信息化监控方法，其特征在于，在步骤2中，根据下式计算结构总位移矩阵：
3.如权利要求2所述的装配式曲线斜交简支变连续小箱梁桥的信息化监控方法，其特征在于，
4.如权利要求3所述的装配式曲线斜交简支变连续小箱梁桥的信息化监控方法，其特征在于，在步骤3中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：田旭生，刘欣益，马朝武，高昭，王珊，马建刚，刘世忠，
申请(专利权)人：中铁七局集团第二工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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