公路桥梁支座及伸缩装置的竖向抗冲击服役性能评定方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于公路桥梁检测领域，涉及公路桥梁支座及伸缩装置服役性能检测。
【背景技术】
[0002] 公路桥梁支座及伸缩装置是公路桥梁中的重要构造物，通常要求养护部门对其进 行周期性检查，并依检查结果进行技术状况评定。
[0003] 营运条件下，公路桥梁随着服役期的延长，不可避免存在一些劣化或病害，伸缩装 置劣化主要表现为伸缩缝相对错位；在错位伸缩缝与行车耦合激励下，可致行车及梁体振 动响应；若错位差过大，既影响行车安全也影响桥梁结构的安全及耐久性。
[0004] 长期以来，公路桥梁支座及伸缩装置的定期检查，主要是采用人工检查的方法，存 在以下问题：1、检查内容中定性检查内容多定量检测内容少；2、检查劳动强度大，高空作 业且作业空间小；3、检查效率低且检测质量不稳定，早期病害检出率低4、人工检测时会影 响路面行车及人工记录检测内容欠规范、完整。
[0005] 因此，需要一种新的公路桥梁支座及伸缩装置服役性能检查评定方法，提升检查 评定的可靠性及效率。
【发明内容】
[0006] 技术问题：本发明目的在于提供一种可以提升病害早期检查评定的效率和可靠 性，作为常规人工检测手段的重要补充的公路桥梁支座及伸缩装置的竖向抗冲击服役性能 评定方法。
[0007] 技术方案：本发明的公路桥梁支座及伸缩装置的竖向抗冲击服役性能评定方法， 包括如下步骤：
[0008] S1 :获得被评定对象的详细资料
[0009] 搜集被评定对象的基本信息、设计冲击系数、检测初值、历次检修或维修报告；
[0010] S2 :测定竖向抗冲击性能
[0011] 采集被评定对象的竖向加速度响应曲线，多次确定竖向加速度峰值gYp，并求得竖 向加速度峰值的平均值，进而确定被评定对象的竖向抗冲击性能J Y并划分竖向抗冲击性 能评定等级；
[0012] S3 :判断是否免于深度检查：
[0013] 根据被评定对象的竖向抗冲击性能实测值，判断是否免于深度检查：若JY>〇. 5,则 免于深度检查，并进入第S5步，否则，进入第S4步；
[0014] S4 :依据公路桥涵养护规范_几6_1111-2004和步骤S2得到的竖向抗冲击性能评定 等级，针对伸缩装置，对被评定对象开展深度检查，具体内容为：伸缩装置的完整性检查、接 缝的相对错位检查、支座的状态检查、行车振动与噪音检查、锚固完整性检查、接缝的阶梯 差检查；
[0015] S5 :根据被评定对象的竖向抗冲击性能当前值和检测初值确定抗冲击劣化率。
[0016] 本发明方法中，步骤S2的具体流程为：
[0017] 根据公式vTest= 0. 95Xvmax确定检测时速vTest，式中￥_为被评定对象的设计限 速；
[0018] 检测车以检测时速vTest通过被评定对象时，实时采集伸缩装置的竖向加速度响应 曲线，测得竖向冲击峰值gYp，重复多次上述检测，计算确定上述竖向冲击峰值的检测均值
[0019] 最后按以下公式计算竖向抗冲击性能JY:
[0020]
[0021] 式中，G为重力加速度；gYp为竖向加速度峰值；加速度响应允许极值，且有 &imt=GX(y-1)，单位为m/s2;y为被评定桥梁的设计冲击系数取值，通常取值范围为 1. 05 ~1. 45 ;
[0022] 当JY多0. 90时，评定竖向抗冲击性能优良，表明行车平顺且完全无颠簸感；
[0023] 当0. 9>JY多0. 75时，评定竖向抗冲击性能良好，表明行车平顺但有轻度颠簸；
[0024] 当0. 75>JY> 0. 50时，评定竖向抗冲击性能合格，表明行车平顺但有颠簸；
[0025] 当0. 50>JY> 0. 10时，评定竖向抗冲击性能差，表明行车有冲击感；
[0026] 当JY〈0. 10时，评定竖向抗冲击性能病害，表明行车有跳车感或跳车现象。
[0027] 进一步的，本发明方法中，步骤S5中，根据下式计算抗冲击劣化率Dj^:
[0028]
[0029] 式中，JY1为检测初值，取被评定对象新建竣工或修复后的第一次竖向抗冲击性能 检测值；JYn为纵向抗冲击性能当前值，即被评定对象新建竣工或修复后第n检测周期检测 值。
[0030] 进一步的，本发明方法中，步骤S5之后还包括步骤S6 :生成抗竖向冲击服役性能 检测报告，具体内容为：检测时间、检测周期、检测时速、温度、加速度实测曲线、竖向抗冲击 性能、抗冲击劣化率、抗冲击服役性能评定、检测人员可以输入深度检查结果或建议。
[0031] 进一步的，本发明方法中，步骤S6之后还包括步骤S7:充实竖向抗冲劣化数据库， 在竖向抗冲劣化数据库中添加以下记录；检测时间、检测周期、检测时速、设计冲击系数、当 前温度、竖向加速度实测曲线、竖向抗冲击性能检测值、抗冲击劣化率、深度检查结果、抗冲 击服役性能评估结果、结论与建议。
[0032] 有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
[0033] 本发明所提供的一种公路桥梁支座及伸缩装置的竖向抗冲击服役性能快捷评定 方法，当行车通过伸缩缝时，在行车的激励下，引起伸缩装置或梁体竖向冲击响应，上述冲 击响应与伸缩缝台阶高差及支承刚度密切相关；依所测得竖向加速度峰值确定竖向抗冲击 性能；依竖向抗冲击性能实测值和检测初值，确定竖向抗冲击性能的劣化率；上述检测初 值保存在劣化历程数据库中；利用量化的竖向抗冲击性能和定期跟踪监测劣化率变化的方 法，评定抗冲击服役性能的优劣；相对于常规检查通常需要封闭行车道并使用大量人力资 源的方法，本发明将振动数据采集模块和竖向抗冲击评定分析软件集成、安装于被测公路 桥梁伸缩装置及支座处，在运行车辆通过被测对象时，对其抗冲击性能进行实时、自动识别 和判断；在提高检测效率的同时，提升了公路桥梁支座及伸缩装置服役状况的早期损伤的 识别性和检查评定的可靠性。
【附图说明】
[0034] 图1是本发明方法的流程示意图
[0035] 图2是伸缩缝竖向冲击响应示意图
[0036] 图3是竖向抗冲击性能劣化历程曲线
[0037] 图中有：
[0038] 1 梁体
[0039] 2锚固区
[0040] 3伸缩装置锚固件
[0041] 4伸缩缝用异形钢
[0042]5密封橡胶条
[0043] 6橡胶支座
[0044] 7桥墩承台
[0045] gY竖向冲击加速度
【具体实施方式】
[0046] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0047] 当前使用的公路桥梁支座及伸缩装置体系技术状况检查评定方法，无法实现伸缩 装置及支座服役状况的自动评定，无法自动生成长期跟踪评估数据库，无法实现早期损伤 及劣化的自动识别。
[0048] 针对现有技术中存在的问题，本发明所提供的一种公路桥梁支座及伸缩装置的 竖向抗冲击服役性能快捷评定方法；利用伸缩缝凹凸台阶和行车的耦合激励，引起伸缩装 置或梁体的竖向冲击振动响应，振动数据采集模块自动采集伸缩装置或梁体的竖向加速 度-时间曲线，运算得到相应的加速度有效值和冲击峰值，依所测得冲击峰值和抗冲击性 能评定模型确定被评定对象的竖向抗冲击性能和评定分级；依保存在被评定对象劣化历程 数据库中的竖向抗冲击性能的检测初值，确定被评定对象的竖向抗冲击性能劣化率；同时， 将当前检测与评定结果添加至劣化历程数据库中；通过长期跟踪观测竖向抗冲击性能劣化 率变化的方法，实现早期诊断竖向抗冲击服役性能的劣化状况，在提高检测效率的同时，提 升了公路桥梁支座及伸缩装置服役状况的检查评定的品质。
[0049] 如附图1所示，一种公路桥梁支座及伸缩装置的竖向抗冲击服役性能快捷评定方 法，步骤如下：
[0050] S1:获得被评定对象的详细资料
[0051] 搜集被评定伸缩装置的以下详细资料：
[0052] 桥梁类型、伸缩装置类型、支座类型、行车道编号、被评定桥梁历次检修与维修报 告、当前已知的病害定性信息以及病害定量信息；
[0053] 搜集被评定伸缩装置的以下性能数据：
[0054] 设计伸缩量、设计冲击系数、限速、竖向抗冲击性能的检测初值、历次竖向抗冲击 性能检测值与评估结果；
[0055] S2:测定被评定对象的竖向抗冲击性能
[0056] 行车以检测时速通过被评定对象，采集伸缩装置或梁体的竖向加速度-时间曲 线，采样频率不低于1000Hz，采样时间不低于4秒，实时计算竖向加速度峰值
[0057] 重复n次检测上述检测步骤，则竖向加速度峰值检测均值由下式确定
[0058]
[0059] 竖向抗冲击性能检测值由下式确定
[0060]
[0061] S3:判断是否免于深度检查
[0062] 若有行车冲击或跳车，且竖向抗冲击性能检测值小于0.5,则评定竖向抗冲击性能 差或竖向抗冲击性能病害，执行第S4步，对被评定对象开展深度检查；否则，直接执行第S5 步，确定竖向抗冲击性能劣化率并生成竖向抗冲击服役性能检测报告；
[0063] S4:开展深度检查，完成后即结束本发明方法流程。
[0064] 所述现场深度检查主要内容为：伸缩装置的完好性检查、接缝的相对错位与台阶 差检查、支座的状态检查、行车振动与噪音检查、锚固完好性检查、接缝的阶梯差检查，支座 的技术状态与病害检查，包括定量和定性检查；
[0065] 上述定量检查包括：伸缩缝台阶差测量、伸缩装置锚固区的完好性与裂纹检测、 伸缩缝间隙宽度与均匀性测量、伸缩缝扭动与转角度测量；
[0066] 上述定性检查包括：病害检查包括：伸缩装置的病害类型、位置与程度，伸缩装置 整体及病害照片，支座受力状态与病害照片；
[0067] S5:计算竖向抗冲击性能劣化率
[0068] 竖向抗冲击性能劣化率按以下公式计算
[0069]
[0070] 式中，JY1为竖向抗冲击性能检测初值，为被评定对象新建竣工后或修复后的第一 次检测值；J Yn为竖向抗冲击性能检测值，为被评定对象新建竣工后或修复后第n次检测周 期检测值；
[0071] 通常每个检测周期通常为3个月，最长不大于12个月。