【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及道桥工程安全监测，尤其涉及一种基于增设梁的桥梁应力监测方法。
技术介绍
1、桥梁指的是使车辆行人等能顺利通行的构筑物，现在多指为适应高速发展的交通行业而架设的建筑物。早期的桥梁在建设时，荷载标准较低。随着交通运输压力的不断增加，现阶段部分较老的装配式梁桥存在承载能力明显不足的问题，并开始出现各式各样的安全隐患，其中以梁体横向及斜向裂缝较为典型。综合考虑成本、施工工期、施工难度等因素，桥梁加固的优势大于拆除重建。目前国内多以粘贴碳纤维布、钢板或体外预应力碳纤维板等方式，对现有桥梁进行修缮和加固维护。
2、然而采用上述方式要么施工繁琐复杂，要么对原桥梁损伤大、出现耐久性不足等问题。相较而言，在原桥梁上浇筑增设梁耐久性好、易于养护，且未对原桥梁产生损害。虽然此类加固方法对梁体本身承载能力有一定提升，但是原桥梁受到施工水平、材料差异、地质作用等因素影响，导致桥梁各处的实际应力与图纸计算会出现偏差。而增设梁的布置是根据预测应力值进行施工，并未根据实际原桥梁的各处应力进行针对性施工，这就导致不同部位的加固效果不同，进而影响桥梁整体的稳定性。这对桥梁的日常使用带来安全威胁，同时也对后期的维护增加难度。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决上述技术问题提供一种基于增设梁的桥梁应力监测方法。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种基于增设梁的桥梁应力监测方法，包括以下步骤：
4、s1：根据材料的性质和实验数据，确定材
5、s2：根据加固梁的几何形状和尺寸，计算加固梁截面的惯性矩；
6、s3：利用材料的本构关系和加固梁的截面惯性矩，计算加固梁的刚度系数，加固梁的刚度系数与材料的弹性模量和应力相关，
7、为加固梁的长度，公式为，在这个多项式函数中，表示梁的几何形状参数，表示材料性质参数，表示受到的应力；；
8、其中，、、和是常数；
9、s4：在装配式桥梁本体上增设加固梁，根据应力感应器的数值，测量加固梁的应力为；
10、s5：将测量得到的应力和已知的原始桥梁应力代入整体桥梁最新应力的计算公式中，计算整体桥梁的最新应力为。
11、进一步的，所述步骤s1中，采用弹性模型描述材料的非线性特性，公式为，其中是材料的初始弹性模量，是描述材料非线性程度的参数，是材料的应力。表示材料在受到应力作用时的弹性模量。这里的弹性模量是一个函数，它随着应力的变化而变化。是材料的初始弹性模量，即在低应力下的弹性模量。当应力为零时，材料的弹性模量为。是描述材料非线性程度的参数，它表示了材料的弹性模量随着应力增加而变化的速率。当越大时，材料的弹性模量对应力的变化更为敏感，非线性程度越高。表示材料的应力，即施加在材料上的外部力，这个应力会导致材料发生形变，从而影响其弹性模量。
12、进一步的，所述步骤s2中，通过平行轴定理获取加固梁截面的惯性矩。平行轴定理是用来计算物体关于一个平行于其重心轴的任意轴的惯性矩的定理。通过将物体的惯性矩关于其重心轴的惯性矩和一个距离平行轴距离的补充部分相加来计算物体关于新轴的惯性矩。
13、矩形梁的宽度为，高度为。
14、对于一个矩形截面，其惯性矩可以通过以下公式计算：
15、；
16、根据平行轴定理，将矩形截面的惯性矩与底边中点的惯性矩以及距离的平行轴距离之间的关系表示为：
17、；
18、其中，是截面的面积。对于矩形截面，其底边中点为轴的惯性矩可以直接由几何特性计算得到。然后，通过选择合适的坐标系和应用平行轴定理，计算出距离底边中点一定距离处的惯性矩。
19、底边中点的惯性矩为。然后将距离底边中点一定距离处的惯性矩计算为：
20、；
21、进一步的，所述步骤s4中，在装配式桥梁本体上增设加固梁的方法为：凿除梁间湿接缝，在盖梁上锚固有钢支座垫石，所述钢支座垫石上放置有橡胶支座，所述橡胶支座上设置有工字钢梁预制件，并在工字钢梁预制件与装配式桥梁本体的体翼缘之间浇注混凝土。装配式桥梁本体1为未设置横隔板的装配式梁桥，通过凿除梁间湿接缝，在盖梁上增设支座及工字钢梁预制件6的方式，替原梁体承担部分活载效应。采用工字钢梁预制件6与桥面铺装现浇为整体的方式形成钢混叠合梁，钢混叠合梁比同尺寸裸工字钢梁刚度高，所分配到的活载效应更大，加固效果优异。
22、进一步的，所述步骤s4中，工字钢梁预制件的制造工序为：在工厂预制阶段，将数个剪力钉竖直焊接于工字钢梁预制件上。本申请方案通过剪力钉7将新增的工字钢梁预制件6与原梁体及铺装进行可靠连接，形成钢混叠合梁，与原梁体共同承担活载效应，补足原梁体承载能力的欠缺部分。现浇混凝土3处的钢筋应与原梁体翼缘板钢筋进行有效连接，故在湿接缝凿除时应保留原钢筋，在施工时对原钢筋进行绑扎或植筋。
23、进一步的，所述步骤s4中，应力感应器安装于加固梁上，应力感应器的安装位置为，在工字钢梁预制件与装配式桥梁本体的体翼缘之间对应的混凝土上，水平粘接应力感应器。将固定卡箍的螺丝拧开后套到应力感应器的两端，然后分别拧紧；组装好应力感应器后安放至混凝土3对应的需要测定应力的部位；接着将这两个固定卡箍与接触的部分进行焊接，完成应力感应器的安装。
24、进一步的，所述步骤s4中，所述应力感应器为应力计。当被测结构物发生变形时，将带动表面应力计产生变形。变形通过前、后端座传递给振弦转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置，即可测出引起被测结构物变形的应变量。
25、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
26、1、本专利技术通过局部设置应力感应器对装配式桥梁本体进行应力监测，减少应力感应器的布置，并实现对整体的测量；
27、2、本专利技术结合加固梁与原有桥梁之间的作用力之间的关系和应力负载，通过计算公式快速计算整体应力值，加固梁受力明确，便于计算分析；
28、3、本专利技术施工方便、减少硬件成本投入和铺设，降低人力成本，缩短施工周期。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于增设梁的桥梁应力监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于增设梁的桥梁应力监测方法，其特征在于：所述步骤S1中，采用弹性模型描述材料的非线性特性，公式为，其中是材料的初始弹性模量，是描述材料非线性程度的参数，是材料的应力。
3.根据权利要求1所述的一种基于增设梁的桥梁应力监测方法，其特征在于：所述步骤S2中，通过平行轴定理获取加固梁截面的惯性矩。
4.根据权利要求1所述的一种基于增设梁的桥梁应力监测方法，其特征在于：所述步骤S3中，具体计算方式如下：
【技术特征摘要】
1.一种基于增设梁的桥梁应力监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于增设梁的桥梁应力监测方法，其特征在于：所述步骤s1中，采用弹性模型描述材料的非线性特性，公式为，其中是材料的初始弹性模量，是描述材料非线性程度的参数，是材料...
【专利技术属性】
技术研发人员：张书豪，彭浪鸣，陈功，钟杰，魏冠华，刘文杰，李本伟，宋恒扬，李海涛，
申请(专利权)人：四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。