申请/专利权人：山东高速集团有限公司;山东建筑大学

申请日：2020-03-25

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN111353252B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F30/13;G01M5/00;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2022.11.11#专利申请权的转移;2020.07.24#实质审查的生效;2020.06.30#公开

摘要：本发明公开了一种基于环境激励的桥梁静载试验方法。本发明根据桥梁竣工图纸建立桥梁有限元模型，并从中提取桥梁的集中质量矩阵；根据相关规范以及桥梁实际状态设计荷载试验方案和加速度传感器布置方案；利用布设在桥梁上的加速度传感器采集桥梁在环境激励下的振动加速度响应；通过模态识别方法识别桥梁的基本模态参数；利用桥梁有限元模型提取的集中质量矩阵及识别的桥梁基本模态参数计算桥梁结构的质量归一化振型缩放系数，然后对实测振型进行质量归一化，利用归一化振型计算桥梁的实测柔度矩阵，进而预测桥梁在静载试验工况下的模态挠度，将模态挠度与理论计算挠度相比较，计算静载试验校验系数并判断桥梁的承载力。本发明操作方便，不需要封闭交通。

主权项：1.一种基于环境激励的桥梁静载试验方法，其特征是：包括如下步骤：1收集桥梁竣工资料，根据桥梁竣工图纸建立桥梁有限元模型，并从中提取桥梁的集中质量矩阵；2根据收集的桥梁竣工资料和相关规范设计静载试验方案，利用有限元模型计算获得桥梁在静力荷载作用下的理论设计挠度，并结合桥梁理论振型曲线确定加速度传感器的布设位置；3在桥梁上布设加速度传感器，采集环境激励下的桥梁振动加速度响应数据；4利用模态识别方法识别步骤3中采集到的加速度响应数据，得到桥梁在环境激励下的基本模态参数；5利用步骤1中提取的集中质量矩阵和步骤4中识别的桥梁基本模态参数，计算得到桥梁结构的质量归一化振型缩放系数；6利用步骤5中计算的质量归一化振型缩放系数和步骤4中识别的桥梁基本模态参数，对实测振型进行质量归一化，进而识别计算桥梁结构的实测位移柔度矩阵；7利用实测位移柔度矩阵预测桥梁在静载试验加载工况下的实测模态挠度，再利用步骤2中的利用有限元模型计算得到的理论设计挠度，依据规范计算桥梁的静载试验校验系数；8结合相关规范判断桥梁的承载力是否满足设计要求；步骤5中，利用如下的公式1计算桥梁结构的质量归一化振型缩放系数： 式中：φi为环境激励下第i阶实测振型，M为桥梁集中质量矩阵，γi为第i阶质量归一化振型缩放系数；步骤6中，利用如下的公式2计算得到桥梁结构的质量归一化振型：φmi＝γiφi2式中：φmi为第i阶质量归一化振型；步骤6中，利用如下的公式3计算桥梁结构的实测位移柔度矩阵： 式中：Hd为结构的位移柔度矩阵，ωi为桥梁第i阶圆频率；步骤7中，利用如下公式4计算桥梁结构在静力试验荷载作用下的模态挠度：D＝Hd·f4式中：f为静力试验荷载，D为结构在试验荷载作用下的静力挠度；利用如下的公式5计算桥梁的静载试验校验系数： 式中：Se为静力荷载下测点实测挠度，Ss为静力荷载下测点有限元理论挠度。

全文数据：

权利要求：

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