一种多跨大纵坡连续刚构桥主梁竖向位移的监测方法

本发明涉及一种多跨大纵坡连续刚构桥主梁竖向位移的监测方法，属于桥梁监测。

背景技术：

1、大跨度连续刚构桥营运期间最关键的技术指标即为主梁竖向位移，在恒载和可变荷载作用下主梁竖向位移是反应大跨度连续刚构桥结构受力状态和结构安全的重要技术指标。为确保大跨度连续刚构桥主梁竖向位移在安全范围内，有必要对大跨度连续刚构桥主梁竖向位移进行实时监测。

2、当前对大跨度连续刚构桥主梁竖向位移的监测主要采用基于连通管原理的挠度传感器，《公路桥梁结构监测技术规范》(jtt1037-2022)8.4.1b)条中规定，挠度传感器精度宜不大于0.75％，最大允许误差宜不大于2mm的要求，经反算挠度传感器的量程不宜超过3m。而对形如贵州山区的大跨度连续刚构桥，为更好跨越峡谷，常常采用大跨度和大纵坡的连续刚构桥，大跨度和大纵坡会导致沿刚构桥长度方向布置的监测线较长，使得挠度监测传感器起、终点间高差超过3m的情况，由于独立的监测线路中任意两个挠度传感器的安装高差不能超过挠度传感器的量程，现有的监测方法不能满足上述规范对挠度传感器最大允许误差的要求。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明的目的是提供一种多跨大纵坡连续刚构桥主梁竖向位移的监测方法，可以克服现有技术的不足。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种多跨大纵坡连续刚构桥主梁竖向位移的监测方法，包括以下步骤：

4、s1、在刚构桥两端设置起点和终点，起点和终点之间设置若干转点，将起点和终点之间的监测线分隔成若干短监测线，并且起点、终点及每个转点处均设有存在高度差的挠度传感器，且相邻挠度传感器的高差不超过挠度传感器的量程；

5、s2、以起点为基准点，计算各条短监测线中任一转点相对于基准点的竖向位移，该竖向位移即为主梁的竖向监测位移。

6、进一步地，步骤s1中，以起点为基准点，在所述起点、终点分别布置初始挠度传感器和末端挠度传感器，在各个转点处分别布置存在高度差的两件挠度传感器，通过两件挠度传感器使具有高度差的短监测线相互衔接起来。

7、进一步地，以所述起点和终点的挠度传感器液高值，结合挠度传感器的量程，计算短监测线的最小分隔数量，计算公式为：lmin＝h/r，

8、式中，h为起点和终点的挠度传感器液高值，h＝l*a，

9、l为起点和终点的监测线长度；

10、a为桥梁的纵坡率；

11、r为挠度传感器的量程。

12、进一步地，从基准点至终点方向，对各个转点及对应的短监测线进行编号：转点1、转点2......转点i，其对应分割的短监测线对应为短监测线1、短监测线2......短监测线i。

13、进一步地，步骤s2中的多条短监测线中，任一转点相对于基准点的竖向位移计算公式为：

14、ni＝ni+n1

15、式中，n1为短监测线1中的转点1相对于基准点对应的主梁竖向位移，n1＝h1-h0；

16、ni为任一短监测线两端的液高差：ni＝hi-hi-1；

17、h0为基准点的挠度传感器液高值；

18、h1为位于短监测线1中的转点1的挠度传感器液高值；

19、hi-1为短监测线i-1中的转点i-1的挠度传感器液高值；

20、hi为短监测线i中的转点i的挠度传感器液高值。

21、进一步地，根据竖向位移计算公式，训练监测模型，通过所述监测模型实时监测任一转点相对于基准点的竖向位移。

22、进一步地，将监测模型与远程终端电信连接，实时发送监测信息，包括短监测线编号、转点编号、对应转点相对于基准点的竖向位移。

23、进一步地，在监测模型设置监测阈值，将多条短监测线中任一转点相对于基准点的竖向位移与监测阈值比较，将超出监测阈值的监测信息发送至远程终端。

24、进一步地，所述监测阈值为多个与每个转点相对应的分项阈值，将多条短监测线中各转点相对于基准点的竖向位移逐一与对应的分项阈值比较，将超出分项阈值的监测信息发送至远程终端。

25、与现有技术比较，本发明公开的一种多跨大纵坡连续刚构桥主梁竖向位移的监测方法，其有益效果是：

26、为克服多跨大纵坡连续刚构桥沿桥梁长度方向布置的超长监测线的两端高度差超过挠度监测传感器量程的问题，采用设置转点的方法将超长监测线分割成多条短监测线，使每条短监测线两端高度差减小至监测量程范围内，进而满足监测要求，该方法构思巧妙，优化监测方法，并且可大大简化现场传感器安装和运维工作量，具有良好的经济实用性。

27、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种多跨大纵坡连续刚构桥主梁竖向位移的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的多跨大纵坡连续刚构桥主梁竖向位移的监测方法，其特征在于，步骤s1中，以起点为基准点，在所述起点、终点分别布置初始挠度传感器和末端挠度传感器，在各个转点处分别布置存在高度差的两件挠度传感器，通过两件挠度传感器使具有高度差的短监测线相互衔接起来。

3.根据权利要求2所述的多跨大纵坡连续刚构桥主梁竖向位移的监测方法，其特征在于，以所述起点和终点的挠度传感器液高值，结合挠度传感器的量程，计算短监测线的最小分隔数量，计算公式为：lmin＝h/r，

4.根据权利要求2或3所述的多跨大纵坡连续刚构桥主梁竖向位移的监测方法，其特征在于，从基准点至终点方向，对各个转点及对应的短监测线进行编号：转点1、转点2......转点i，其对应分割的短监测线对应为短监测线1、短监测线2......短监测线i。

5.根据权利要求4所述的多跨大纵坡连续刚构桥主梁竖向位移的监测方法，其特征在于，步骤s2中的多条短监测线中，任一转点相对于基准点的竖向位移计算公式为：

6.根据权利要求5所述的多跨大纵坡连续刚构桥主梁竖向位移的监测方法，其特征在于，根据竖向位移计算公式，训练监测模型，通过所述监测模型实时监测任一转点相对于基准点的竖向位移。

7.根据权利要求6所述的多跨大纵坡连续刚构桥主梁竖向位移的监测方法，其特征在于，将监测模型与远程终端电信连接，实时发送监测信息，包括短监测线编号、转点编号、对应转点相对于基准点的竖向位移。

8.根据权利要求7所述的多跨大纵坡连续刚构桥主梁竖向位移的监测方法，其特征在于，在监测模型设置监测阈值，将多条短监测线中任一转点相对于基准点的竖向位移与监测阈值比较，将超出监测阈值的监测信息发送至远程终端。

9.根据权利要求8所述的多跨大纵坡连续刚构桥主梁竖向位移的监测方法，其特征在于，所述监测阈值为多个与每个转点相对应的分项阈值，将多条短监测线中各转点相对于基准点的竖向位移逐一与对应的分项阈值比较，将超出分项阈值的监测信息发送至远程终端。

技术总结
本发明公开了一种多跨大纵坡连续刚构桥主梁竖向位移的监测方法，为克服多跨大纵坡连续刚构桥沿桥梁长度方向布置的超长监测线的两端高度差超过挠度监测传感器量程的问题，采用设置转点的方法将超长监测线分割成多条短监测线，使每条短监测线两端高度差减小至监测量程范围内，进而满足监测要求，该方法构思巧妙，优化监测方法，并且可大大简化现场传感器安装和运维工作量，具有良好的经济实用性。

技术研发人员：周礼平,蓝先林,周潇,黄志勇,胡烨蔓,王德铭,罗坤,卢凤文,朱承前,廖斌,曾庆展,杜镔,徐向东,唐志,张剑锋
受保护的技术使用者：重庆交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15