专利名称：基于动载试验检测桥梁冲击系数的方法
技术领域：
本发明属于建筑和交通桥梁技术领域，尤其是涉及一种基于动载试验检测桥梁冲击系数的方法。
背景技术：
桥梁冲击系数的检测对桥梁设计及维修加固具有极其深远的意义，如果不能准确地检测桥梁结构的冲击系数，导致新型桥梁设计不合理或旧桥维修加固不及时，会造成车辆载荷引起桥梁破坏现象，严重时还会发生重大事故，造成人民生命财产的损失。桥梁在国内外的桥梁设计规范中，均把汽车荷载竖向静力效应乘以一个增大系数(1+U)作为计入汽车荷载动力作用的总竖向荷载效应。在现行各国桥梁设计规范中，冲击系数多是根据桥梁结构随跨径或加载长度为递减函数或基频单一函数来计算。国外在这方面的研究有所进展，例如在加拿大安大略省的规范(Ontarion Code)中，已将动力系数表示为桥梁基本频率的函数；《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中虽然指出动力系数与车辆特性、车速、桥面平整度及桥跨结构自身的动力特性等有关，但也未能充分体现这些因素对动力系数的影响，只考虑了桥梁结构的动力特性，也只考虑了桥梁结构基频这个单一参数，与实际情况有一定的差异。早期实验测试法根据跑车试验记录的动应变或挠度时程曲线来检测控制截面冲击系数U时，具体选择时程曲线哪个点不明确，另外通过时程曲线处理得出冲击系数时只考虑了车辆行驶于跨中截面时对测试截面(一般也为跨中)的“冲击”，而没有考虑车辆行驶在桥梁上其他位置对该测试截面的影响，测得的桥梁冲击系数不能准确反映移动荷载是以多个“点”荷载形式作用于桥梁结构上的实际问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于动载试验检测桥梁冲击系数的方法，其设计合理，实现方便，检测得到的桥梁冲击系数更偏于安全，能够更准确、合理地反映桥梁结构在移动车辆荷载作用下的动力效应，实用性强，推广应用价值高。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种基于动载试验检测桥梁冲击系数的方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤一、桥梁挠度数据检测及记录车辆以n种不同车速Vl、V2,…vn按指定车道匀速行驶通过桥梁，挠度计实时检测桥梁挠度并将所检测到的数据经滤波器滤波后实时传输给动态应变仪，动态应变仪实时采集滤波器输出的桥梁挠度数据并记录，其中，n为自然数；步骤二、绘制桥梁挠度时程曲线计算机读取记录在动态应变仪中的桥梁挠度数据，并调用时程曲线绘制模块绘制出n条分别对应于n种不同车速vi、v2、…vn的桥梁挠度时程曲线，所述桥梁挠度时程曲线以桥梁跨径L为横坐标，以桥梁挠度Ad为纵坐标；
步骤三、得出第i条所述桥梁挠度时程曲线上各对相邻的波峰值Xij和波谷值Yij
所对应的桥梁冲击系数U :计算机调用极值处理模块确定出车速Vi所对应的第i条所述
桥梁挠度时程曲线上桥梁挠度的所有波峰值Xil. . . Xir和桥梁挠度的所有波谷值Yil. . . Yir,
权利要求
1.一种基于动载试验检测桥梁冲击系数的方法，其特征在于该方法包括以下步骤 步骤一、桥梁挠度数据检测及记录车辆以n种不同车速vi、v2、…\按指定车道匀速行驶通过桥梁，挠度计(I)实时检测桥梁挠度并将所检测到的数据经滤波器(2)滤波后实时传输给动态应变仪(3)，动态应变仪(3)实时采集滤波器(2)输出的桥梁挠度数据并记录，其中，n为自然数；步骤二、绘制桥梁挠度时程曲线计算机(4)读取记录在动态应变仪(3)中的桥梁挠度数据，并调用时程曲线绘制模块绘制出n条分别对应于n种不同车速vi、v2、…vn的桥梁挠度时程曲线，所述桥梁挠度时程曲线以桥梁跨径L为横坐标，以桥梁挠度Ad为纵坐标； 步骤三、得出第i条所述桥梁挠度时程曲线上各对相邻的波峰值Xij和波谷值Yij所对应的桥梁冲击系数U :计算机(4)调用极值处理模块确定出车速Vi所对应的第i条所述桥梁挠度时程曲线上桥梁挠度的所有波峰值Xil. . . Xir桥梁挠度的所有波谷值Yil. . . Yb，然 <Y I + JLllj =后，计算机(4)根据公式M'] ，得出第i条所述桥梁挠度时程曲线上各对相Mv=\(Xij+Yij)邻的波峰值XuIP波谷值YuK对应的桥梁冲击系数其中，i = I n，r为自然数且j=I r ;步骤四、得出车速Vi所对应的桥梁冲击系数y i :计算机⑷根据公式 rJJU = ^ (jU X——-~)^ 9办对第i条所述桥梁挠度时程曲线上各对相邻的波峰值Xu和波谷值Yu；=1所对应的桥梁冲击系数进行加权修正，得出车速\所对应的桥梁冲击系数Ui,其中，i=1 n, j = l r; 步骤五、得出n种不同车速Vp v2、…VnK对应的n个桥梁冲击系数ii p u 2>…Un:计算机⑷重复进行步骤三和步骤四，直至得出n种不同车速vi、v2、…\所对应的n个桥梁冲击系数…ii n ; n步骤六、得出桥梁冲击系数U :计算机(4)根据公式A = ^^对n种不同车速Vl、2>, /=1v2、…vnK对应的n个桥梁冲击系数…U11进行加权修正，得出桥梁冲击系数U，其中，i = I n。
2.按照权利要求I所述的基于动载试验检测桥梁冲击系数的方法，其特征在于步骤二中绘制桥梁挠度时程曲线，步骤三、步骤四和步骤五中得出n种不同车速vi、v2、…\所对应的n个桥梁冲击系数U p U 2、…U n，以及步骤六中得出桥梁冲击系数U均由所述计算机(4)通过DASYLAB软件来实现。
全文摘要
本发明公开了一种基于动载试验检测桥梁冲击系数的方法，包括步骤一、桥梁挠度数据检测及记录，二、绘制桥梁挠度时程曲线，三、得出第i条所述桥梁挠度时程曲线上各对相邻的波峰值Xij和波谷值Yij所对应的桥梁冲击系数μij，四、得出车速vi所对应的桥梁冲击系数μi，五、重复步骤三和四，直至得出n种不同车速v1、v2、…vn所对应的n个桥梁冲击系数μ1、μ2、…μn，六、得出桥梁冲击系数μ。本发明设计合理，实现方便，检测得到的桥梁冲击系数更偏于安全，能够更准确、合理地反映桥梁结构在移动车辆荷载作用下的动力效应，能有效解决现有冲击系数不能准确反映移动荷载是以多个“点”荷载形式作用于桥梁结构上的实际问题，实用性强，推广应用价值高。
文档编号G01M7/08GK102620900SQ201210094398
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年4月1日
发明者周勇军, 宋一凡, 蔡军哲, 贺拴海, 赵小星, 赵煜 申请人:长安大学