本发明涉及现役桥梁移动荷载横向传递评价,具体涉及基于应变影响线比值的桥梁全跨域移动荷载横向传递评价方法及应用。
背景技术:
1、对于桥梁移动荷载横向分布目前大都仅限于桥梁设计阶段进行的理论分析,如杠杆原理法,偏心压力法,横向刚接梁法和比拟正交异性法等,但是,而对于已经投入使用的桥梁的移动荷载横向传递评价方法还鲜有报道,已经投入使用的桥梁与设计阶段的桥梁相比,因为桥梁已经投入使用,且在长期使用后基于多种因素对桥梁的影响,在实际工程中的移动荷载横向分布会随着运营时间的增加而产生明显变化,因此在对使用中的桥梁的移动荷载横向传递进行评价时相对更为复杂,而桥梁的移动荷载横向传递影响桥梁的整体受力,对监测桥梁健康状况具有实际工程意义。
技术实现思路
1、针对以上不足,本发明针对已投入使用的桥梁提供基于影响线比值的桥梁全跨域移动荷载横向传递评价方法及应用。
2、为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
3、基于影响线比值的桥梁全跨域移动荷载横向传递评价方法,包括如下步骤:
4、(1)以桥梁任意一片梁作为受荷梁,在受荷梁处作用移动荷载p;
5、(2)提取移动荷载作用全跨时桥梁跨中截面的响应生成影响线,或提取移动荷载作用在跨中截面时桥梁全跨域响应生成影响线;
6、(3)以桥梁长度为横坐标获取所有主梁的影响线;
7、(4)计算其余主梁ni(i=1,2,3,…)分别与受荷梁n的影响线比值δ;
8、(5)通过影响线比值反应荷载作用在任意梁时其余梁的承担移动荷载横向变化情况。
9、可选的,所述步骤(2)中的影响线为应变影响线或挠度影响线或转角影响线。可选的,当采用应变影响线比值时,应变影响线比值的计算,
10、令受荷梁的应变影响线为m力,其余梁的应变影响线为m非,则两者的比值为δ;公式为:
11、
12、根据桥梁荷载横向传递分配理论,桥梁中某梁截面的内力值由单梁某一截面的内力影响线和荷载横向分布影响线组成,用公式表示为:
13、s=p·η(x,y)≈p·η2(y)·η1(x) (2)
14、式中,s表示主梁某截面的内力值,p表示移动荷载即轮重,η2(y)表示单位荷载沿横向作用在不同位置时对某梁所分配的荷载比值变化曲线,η1(x)表示单梁某一截面的内力影响线;
15、当桥梁的结构和轮重位置确定之后,移动荷载横向分布系数是一个定值,单梁的截面内力影响线也是定值,因此s与荷载横向分配系数、截面内力影响线均为正比;
16、假设各单梁的纵向约束和构造相同,在单位荷载作用下某一截面的应变影响线是一致的,则(1)式结合(2)式得:
17、
18、移动荷载p视为常数项,因此当各梁只有横向约束不同时,以受荷梁为评价标准,进行定量判断荷载横向传递规律。
19、可选的,根据胡克定律得到挠度影响线与应变影响线之间的关系为:其中,ε为应变影响线,l为挠度影响线,根据上述关系式,实现挠度影响线与应变影响线的切换计算。
20、可选的,根据转角位移方程得到转角影响线与挠度影响线的关系:其中,θ为转角影响线,r为物体绕轴旋转的半径,l为挠度影响线,根据上述关系式,实现转角影响线与应变影响线的切换计算。
21、可选的,通过其余梁与受荷梁的应变影响线比值δ判断荷载横向传递规律:当应变影响线比值δ=1,记为δ1,则表示其余梁与受荷梁的移动荷载横向均匀传递;
22、当应变影响线比值δ<1,记为δ2,则表示其余梁受到的荷载作用小于当应变影响线比值为δ1时其受到的荷载作用;
23、当应变影响线比值δ>1,记为δ3,则表示其余梁受到的荷载作用大于当应变影响线比值为δ1或δ2时其受到的荷载作用。
24、可选的,受荷梁为边梁时,其余主梁影响线比值:其差值为δδ边;
25、受荷梁为中梁时,其余主梁影响线比值其差值为δδ中;在同一座桥上,δδ边>δδ中。
26、桥梁全跨域移动荷载横向传递评价方法的应用,使用如上所述的基于影响线比值的桥梁全跨域移动荷载横向传递评价方法对桥梁的健康状况进行评价。可选的,通过以相同测试条件获取不同时期相对应的各个影响线比值,比对不同时期对应影响线比值的变化而对桥梁健康状况进行评价。
27、可选的,当移动荷载作用在中间主梁时,通过计量荷载向两边横向传递的比值曲线是否对称分布而对桥梁健康状况进行评价。
28、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
29、采用本发明能够实现:
30、1、采用影响线比值反应桥梁移动荷载横向分布情况。
31、2、建立了现役桥梁移动荷载横向传递的评价方法。
32、3、通过移动荷载作用边梁反应其他梁承担移动荷载的横向分布情况,无需进行多次荷载试验,实现快速评价的目的。
33、4、通过移动荷载作用在中梁判断桥梁移动荷载横向分布是否对称,从而判断桥梁损伤情况。
34、5、可以通过日常荷载试验监测桥梁移动荷载横向分布的情况,无需重新对桥梁进行试验检测。
35、6、采用本发明能够通过影响线比值,以及影响线比值的变化而获得桥梁健康状况,方便快捷,大大减轻试验检测工作量。
1.基于影响线比值的桥梁全跨域移动荷载横向传递评价方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的基于影响线比值的桥梁全跨域移动荷载横向传递评价方法,其特征在于:所述步骤(2)中的影响线为应变影响线或挠度影响线或转角影响线。
3.根据权利要求2所述的基于影响线比值的桥梁全跨域移动荷载横向传递评价方法,其特征在于:当采用应变影响线比值时,应变影响线比值的计算,
4.根据权利要求2所述的基于影响线比值的桥梁全跨域移动荷载横向传递评价方法,其特征在于:根据胡克定律得到挠度影响线与应变影响线之间的关系为:
5.根据权利要求4所述的基于影响线比值的桥梁全跨域移动荷载横向传递评价方法,其特征在于:根据转角位移方程得到转角影响线与挠度影响线的关系:
6.根据权利要求2所述的基于影响线比值的桥梁全跨域移动荷载横向传递评价方法,其特征在于,通过其余梁与受荷梁的应变影响线比值δ判断荷载横向传递规律:
7.根据权利要求1所述的基于影响线比值的桥梁全跨域移动荷载横向传递评价方法,其特征在于:
8.桥梁全跨域移动荷载横向传递评价方法的应用,其特征在于:使用如权利要求1~7任一所述的基于影响线比值的桥梁全跨域移动荷载横向传递评价方法对桥梁的健康状况进行评价。
9.根据权利要求8所述的桥梁全跨域移动荷载横向传递评价方法的应用,其特征在于:通过以相同测试条件获取不同时期相对应的各个影响线比值,比对不同时期对应影响线比值的变化而对桥梁健康状况进行评价。
10.根据权利要求8所述的桥梁全跨域移动荷载横向传递评价方法的应用,其特征在于:其特征在于:当移动荷载作用在中间主梁时,通过计量荷载向两边横向传递的比值曲线是否对称分布而对桥梁健康状况进行评价。
