【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及到橋梁健康監測，尤其涉及一種橋梁伸縮縫異常檢測評估方法。
技術介紹
1、目前，國內進行橋梁技術狀態綜合評估的方法以《公路橋涵養護規范》(jtg?h11-2004)或《城市橋梁養護技術規范》(cjj?99-2003)為主，即采用的是基于外觀檢測的分層綜合評估方法。上述評估方法在實際使用中，尤其對大型橋梁狀態評估的運用過程中，存在一定的局限性，主要表現在以下幾個方面：
2、(1)該方法僅以橋梁表觀檢測數據(橋梁定期檢測)為參考，缺少橋梁養護巡檢信息和橋梁健康監測數據，不能完全體現橋梁的實際工作狀態。
3、(2)缺少一些涉及結構安全性能的重要力學參考指標：如位移、應力等；
4、(3)對大型索支撐橋梁的狀態評估而言，伸縮縫構件的權重及評估標準尚不夠明確。
5、(4)單一的分層綜合評估法在實際橋梁評估過程中尚有某些方面需要改進，如構件的分類、權重分配以及等級的細化等。
6、伸縮縫作為橋梁的重要構件之一，可滿足溫度，車輛荷載，混凝土收縮徐變等因素下主梁的縱向變形需求，防止主梁因無法自由伸縮而產生較大的結構次內力，是橋梁安全運營的重要保證。因此，加強對大跨度橋梁伸縮縫構件的檢測和監測技術研究是非常必要的。
7、目前，伸縮縫性能評估通常有兩種方式：一種是以目檢為主的人工定期檢查方法，另一種是基于健康監測數據的伸縮縫性能評估方法。我國規范《公路橋梁技術狀況評定標準》(jtgt?h21-2011)中主要采用了人工定期檢查的方法，該方法基于目檢數據對伸縮縫各部件病害
8、在溫度位移相關性方面，目前主要有確定性模型與基于概率的模型。確定性模型主要建立了溫度與位移之間的線性關系，并通過監測數據斜率的變化來預測伸縮縫性能退化；在評估與異常檢測方面，通?？芍苯油ㄟ^溫度位移關系進行評估。以上研究對于代表溫度，伸縮縫數據的選擇都不盡相同，部分研究未提出定量化評價指標，與現有橋梁技術狀況評定規范難以融合，不能直接用于橋梁綜合評估之中。
技術實現思路
1、本專利技術的目的就在于為了解決上述問題而提供一種橋梁伸縮縫異常檢測評估方法。
2、本專利技術通過以下技術方案來實現上述目的：
3、一種橋梁伸縮縫異常檢測評估方法，它包括以下步驟：
4、步驟1：數據采集，先通過對橋梁結構進行分析和評估，確定伸縮縫測點布置位置，制定檢測和監測計劃；再根據橋梁結構和伸縮縫構件的特點，選用合適的檢測和監測設備，進行設備的安裝和調試；而后通過對伸縮縫進行非破壞性檢測或監測，采用光纖光柵傳感器對主梁縱橫向位移進行監測；
5、步驟2：累計位移分析，對橋梁伸縮縫的的累計位移進行分析預測；
6、步驟3：溫度-位移相關性分析，先選取代表溫度，而后對橋梁伸縮縫進行溫度-位移線性回歸分析；
7、步驟4：異常檢測，對監測過程中的異常數據進行監測；
8、步驟5：建立橋梁綜合評估模型，從累計位移、溫度-位移相關性、異常檢測評估三個方面評估了大位移伸縮縫的服役性能，提出了定量化評價指標，并將該定量化評價指標與規范評估體系結合，融入橋梁綜合評估模型之中；
9、步驟6：完善支座位移監測的評估體系，基于健康監測系統平臺，分析支座位移的時變特性，給出健康監測系統報警閾值，完善支座位移監測的評估體系；
10、步驟7：綜合評估模型的完善，研究健康監測數據的伸縮縫性能評估體系，融入基于多源信息融合的斜拉橋綜合評估模型。
11、進一步的，所述步驟1中在采集數據時位移傳感器安裝于梁端支座處，安裝時將傳感器和探頭分別固定在梁體和墩臺上，同時在支座處需安裝標尺以校核位移傳感器數據。
12、進一步的，所述步驟1中在采集數據時位移傳感器監測數據，相對于基準狀態下的溫度，結構升溫時，主梁伸長，監測值為正，結構降溫時，主梁縮短，監測值為負。
13、進一步的，所述步驟1中在采集數據時傳感器監測數據通過光纖傳至監控中心的光纖光柵解調儀上進行采集。
14、進一步的，所述步驟2中伸縮縫的累計位移是指伸縮縫在服役時間內所走過的行程之和，養護人員可利用該數據預測伸縮縫的剩余壽命；在監測數據中，利用后一時刻伸縮縫位移示數減去前一時刻伸縮縫位移示數，可得到該時間段內伸縮縫所走過的行程，對其進行累加，即可得到伸縮縫的累計位移行程；研究表明伸縮縫性能在運營過程中產生了變化，擬合分段直線方程，可對伸縮縫累計位移隨時間變化量進行預測。
15、進一步的，所述步驟3中是采用有效溫度作為代表溫度，在選取代表溫度時對于大型橋梁監測系統來說，溫度傳感器的數量通常較多，從而產生了大量的溫度監測數據；這些數據通常存在較強的關聯性，計算時應從中選擇一個代表溫度進行計算；
16、目前廣泛使用的代表溫度有平均溫度、有效溫度和主成分溫度；平均溫度為所有溫度的算術平均，其計算式如下：
17、
18、其中，ta為平均溫度，m為溫度傳感器個數，ti為第i個傳感器示數；
19、有效溫度計算中考慮了截面溫度場的分布，其計算式如下：
20、
21、其中，te為有效溫度，a為截面面積，t(x,y)為截面上的連續溫度場函數。由于實際中溫度傳感器布置是離散的，無法獲得截面上的連續溫度場函數，通常計算中所采用的實用方法為，根據溫度傳感器位置將截面劃分為若干個子區域，假設各子區域上溫度已知且均勻分布，則可按下式計算有效溫度：
22、
23、式中，ai為第i個子區域，ti為第i個子區域的溫度，m為子區域數量。該方法本質上為溫度傳感器示數按照所占面積比例所進行的加權平均；
24、主成分溫度計算中利用了主成分分析法方法(pca)；pca是最常用的線性降維方法之一，可以尋找數據的內部聯系，在盡量保證原始信息量不丟失的情況下，對原始特征進行降維；對于主成分溫度計算問題，利用pca方法可將8個傳感器溫度數據降維為一個代表溫度，該方法本質上仍為溫度測量數據的線性組合，但各項權重系數與有效溫度不同；
25、研究表明：平均溫度與有效溫度計算結果在變化趨勢、數值方面較為接近，也符合氣溫逐漸上升的實際情況，僅在局部存在細微差別；而主成分溫度的變化趨勢，數值均與實際情況差距較大，但其數據特征與前兩者相似，圖形可看作平均溫度與有效溫度圖形沿x軸的鏡像翻轉；其原因在于，盡管pca方法保留了數據的原始特征，但它的結果完全來自于數據，線性組合的系數完全由原始數據確定，而缺乏明確的物理含義，故該方法在溫度取值范圍，溫度圖像趨勢上都具有較大差異；而相較于平均溫度的算術平均，有效溫度按照面積進行加權平均，可更好的反映截面溫度特征，具有明確的物理含義，故本專利技術采用有效溫度作為本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種橋梁伸縮縫異常檢測評估方法，其特征在于：它包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種橋梁伸縮縫異常檢測評估方法，其特征在于：所述步驟1中在采集數據時位移傳感器安裝于梁端支座處，安裝時將傳感器和探頭分別固定在梁體和墩臺上，同時在支座處需安裝標尺以校核位移傳感器數據。
3.根據權利要求1所述的一種橋梁伸縮縫異常檢測評估方法，其特征在于：所述步驟1中在采集數據時位移傳感器監測數據，相對于基準狀態下的溫度，結構升溫時，主梁伸長，監測值為正，結構降溫時，主梁縮短，監測值為負。
4.根據權利要求1所述的一種橋梁伸縮縫異常檢測評估方法，其特征在于：所述步驟1中在采集數據時傳感器監測數據通過光纖傳至監控中心的光纖光柵解調儀上進行采集。
5.根據權利要求1所述的一種橋梁伸縮縫異常檢測評估方法，其特征在于：所述步驟2中伸縮縫的累計位移是指伸縮縫在服役時間內所走過的行程之和，養護人員可利用該數據預測伸縮縫的剩余壽命；在監測數據中，利用后一時刻伸縮縫位移示數減去前一時刻伸縮縫位移示數，可得到該時間段內伸縮縫所走過的行程，對其進行累加，即可得到伸縮
6.根據權利要求1所述的一種橋梁伸縮縫異常檢測評估方法，其特征在于：所述步驟3中是采用有效溫度作為代表溫度。
7.根據權利要求1所述的一種橋梁伸縮縫異常檢測評估方法，其特征在于：所述步驟3中在對對橋梁伸縮縫進行溫度-位移線性回歸分析時，采用以上代表溫度，基于貝葉斯線性回歸方法做溫度-位移線性回歸分析；考慮回歸方程系數的物理意義，溫度-位移線性關系的斜率與結構線膨脹系數之間可實現換算，其計算公式如下：
...【技術特征摘要】
1.一種橋梁伸縮縫異常檢測評估方法，其特征在于：它包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種橋梁伸縮縫異常檢測評估方法，其特征在于：所述步驟1中在采集數據時位移傳感器安裝于梁端支座處，安裝時將傳感器和探頭分別固定在梁體和墩臺上，同時在支座處需安裝標尺以校核位移傳感器數據。
3.根據權利要求1所述的一種橋梁伸縮縫異常檢測評估方法，其特征在于：所述步驟1中在采集數據時位移傳感器監測數據，相對于基準狀態下的溫度，結構升溫時，主梁伸長，監測值為正，結構降溫時，主梁縮短，監測值為負。
4.根據權利要求1所述的一種橋梁伸縮縫異常檢測評估方法，其特征在于：所述步驟1中在采集數據時傳感器監測數據通過光纖傳至監控中心的光纖光柵解調儀上進行采集。
5.根據權利要求1所述的一種橋梁伸縮縫異常檢測評估方法，其特征在于：所述步驟2中伸縮...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬明雷，王曉宇，丁良，韓慧，陳志航，趙鵬，陳瑩鋒，張戴紅，
申請(專利權)人：上海浦江橋隧運營管理有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。