【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及橋梁安全檢測監測領域，具體是一種利用檢測車時變頻率識別橋梁下部結構豎向剛度退化程度的方法。
技術介紹
1、橋梁在道路交通網絡中起著至關重要的作用，截止2022年末，我國公路橋梁達103.32萬座，其中小跨徑橋梁占80％以上。然而，橋梁結構長期暴露在環境因素(如溫度變化、濕度、腐蝕等)以及動態交通載荷(如車輛荷載、風荷載等)下，容易導致其下部結構(如橋墩和基礎)的豎向剛度逐漸退化。這種退化會嚴重影響橋梁的整體結構性能和使用壽命，甚至引發安全事故。因此，橋梁下部結構豎向剛度的退化程度識別和監測成為橋梁工程領域的重要研究課題。
2、傳統的橋梁健康監測方法主要依賴于定期的人工檢查和靜態負載試驗。然而，這些方法存在一些局限性，例如檢測周期長、成本高、檢測精度有限等。近年來，隨著傳感器技術和無線通信技術的發展，動態檢測方法逐漸受到關注。其中，利用檢測車輛(如專用測試車)與橋梁的耦合振動特性來識別橋梁結構參數的方法，成為一種高效、便捷的橋梁健康監測手段。
3、已有研究表明，橋梁與車輛的耦合振動系統可以反映橋梁結構的動力特性。例如，通過分析橋梁-車輛系統的頻率響應，可以提取出橋梁的固有頻率、阻尼比等參數，進而推斷橋梁結構的健康狀態。然而，現有的基于時變頻率分析的方法，主要集中于橋梁上部結構剛度的評估，對橋梁下部結構(如橋墩和基礎)的豎向剛度退化識別研究較少。
技術實現思路
1、本專利技術的核心思想：當車輛(檢測車)行駛與橋梁之上時，車輛與橋梁發生耦合，車輛頻率
2、本專利技術的目的是提供一種利用檢測車時變頻率識別橋梁下部結構豎向剛度退化程度的方法，包括以下步驟：
3、1)將檢測車布置于橋梁上部l端，采集當前位置檢測車時變頻率然后將檢測車布置于橋梁上部r端，采集當前位置檢測車時變頻率
4、2)基于時變頻率，計算損傷參數xi；下標i＝l，r；
5、3)基于時變頻率時變頻率判斷橋梁下部結構是否受同等程度損傷，若是，則進入步驟4)，否則進入步驟5)；
6、4)基于損傷參數與相對剛度比的關系方程，計算損傷參數xi對應的相對剛度比；
7、5)基于損傷參數與相對剛度比、剛度不等比的關系方程，計算損傷參數xi對應的相對剛度比和剛度不等比。
8、進一步，所述檢測車上搭載有加速度傳感器；所述加速度傳感器用于收集車輛行駛過程中的加速度，以提取車輛頻率。
9、進一步，當時變頻率時，橋梁下部結構受同等程度損傷；
10、當時變頻率時，橋梁下部結構受不同程度損傷。
11、進一步，損傷參數xi如下所示：
12、
13、式中，當i＝r時，xi表示橋梁下部r端損傷參數；當i＝l時，xi表示橋梁下部l端損傷參數；表示檢測車固有頻率；kv、mv表示檢測車剛度、質量；當i＝r時，表示橋梁r端實測時變頻率；當i＝l時，表示橋梁l端實測時變頻率。
14、進一步，當橋梁下部結構受同等程度損傷時，損傷參數與相對剛度比的關系方程如下所示：
15、
16、式中，μ為檢測車與橋梁的質量比；κ表示相對剛度比；
17、進一步，計算損傷參數xi對應的相對剛度比的步驟包括：
18、a1)對公式(2)進行擬合，得到：
19、
20、a2)計算損傷參數xi對應的相對剛度比，即：
21、
22、式中，為相對剛度比。
23、進一步，當橋梁下部結構受不同程度損傷時，損傷參數與相對剛度比、剛度不等比的關系方程通過以下步驟構建：
24、b1)構建橋梁下部r端損傷參數與相對剛度比、剛度不等比的關系方程，以及橋梁下部l端損傷參數與相對剛度比、剛度不等比的關系方程，即：
25、
26、
27、式中，α為剛度不等比；μ為檢測車與橋梁的質量比；κ表示相對剛度比；β為檢測車固有頻率比；
28、b2)對公式(5)-公式(6)進行擬合，構建損傷參數與相對剛度比、剛度不等比的關系方程，即：
29、
30、式中，p00為常數；p10、p01、p20、p11、p02、p30、p21、p12、p03為擬合系數。
31、進一步，擬合系數p10、p01、p20、p11、p02、p30、p21、p12、p03由測量車的質量比決定，由系數表查詢得到。
32、進一步，計算損傷參數xi對應的相對剛度比和剛度不等比的方法包括牛頓法。
33、本專利技術的技術效果是毋庸置疑的，本專利技術通過在橋梁上部布置檢測車，利用車輛與橋梁的耦合振動特性，精確識別橋梁下部結構的豎向剛度退化程度。相比傳統方法，本專利技術采用檢測車進行橋梁下部結構檢測具有快速、高機動性、實時性、人力與經濟成本低等優點，同時可避免傳統檢測需工程師橋下作業帶來的安全隱患，極大改善現場檢測環境與效率，更適用于橋梁健康監測和維護管理。
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1.一種利用檢測車時變頻率識別橋梁下部結構豎向剛度退化程度的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種利用檢測車時變頻率識別橋梁下部結構豎向剛度退化程度的方法，其特征在于，所述檢測車上搭載有加速度傳感器；所述加速度傳感器用于收集車輛行駛過程中的加速度，以提取車輛頻率。
3.根據權利要求1所述的一種利用檢測車時變頻率識別橋梁下部結構豎向剛度退化程度的方法，其特征在于，當時變頻率時，橋梁下部結構受同等程度損傷；
4.根據權利要求1所述的一種利用檢測車時變頻率識別橋梁下部結構豎向剛度退化程度的方法，其特征在于，損傷參數Xi如下所示：
5.根據權利要求1所述的一種利用檢測車時變頻率識別橋梁下部結構豎向剛度退化程度的方法，其特征在于，當橋梁下部結構受同等程度損傷時，損傷參數與相對剛度比的關系方程如下所示：
6.根據權利要求5所述的一種利用檢測車時變頻率識別橋梁下部結構豎向剛度退化程度的方法，其特征在于，計算損傷參數Xi對應的相對剛度比的步驟包括：
7.根據權利要求1所述的一種利用檢測車時變頻率識別橋
8.根據權利要求7所述的一種利用檢測車時變頻率識別橋梁下部結構豎向剛度退化程度的方法，其特征在于，擬合系數p10、p01、p20、p11、p02、p30、p21、P12、P03由測量車的質量比決定。
9.根據權利要求1所述的一種利用檢測車時變頻率識別橋梁下部結構豎向剛度退化程度的方法，其特征在于，計算損傷參數Xi對應的相對剛度比和剛度不等比的方法包括牛頓法。
...【技術特征摘要】
1.一種利用檢測車時變頻率識別橋梁下部結構豎向剛度退化程度的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種利用檢測車時變頻率識別橋梁下部結構豎向剛度退化程度的方法，其特征在于，所述檢測車上搭載有加速度傳感器；所述加速度傳感器用于收集車輛行駛過程中的加速度，以提取車輛頻率。
3.根據權利要求1所述的一種利用檢測車時變頻率識別橋梁下部結構豎向剛度退化程度的方法，其特征在于，當時變頻率時，橋梁下部結構受同等程度損傷；
4.根據權利要求1所述的一種利用檢測車時變頻率識別橋梁下部結構豎向剛度退化程度的方法，其特征在于，損傷參數xi如下所示：
5.根據權利要求1所述的一種利用檢測車時變頻率識別橋梁下部結構豎向剛度退化程度的方法，其特征在于，當橋梁下部結構受同等程度損傷時，損傷參數與相對剛度比的關系方...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王志魯，陳雷，楊永斌，楊德乘，朱尚清，曾平，王金兵，賴木火，陳景鎮，
申請(專利權)人：重慶大學，
類型：發明
國別省市：
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