CN110516289A - 一种基于频遇值的桥梁短期监测评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于频遇值的桥梁短期监测评估方法，包括如下步骤：对损伤桥梁进行全面检查，初步判断损伤桥梁的技术状况，确定理论计算点和实际监测点；计算车辆荷载和温度荷载的理论计算频遇值；采集应力实测数据，通过时频分析得到中频、低频应力数据；计算车辆荷载和温度荷载的实测频遇值；计算每个监测点的车辆荷载频遇值之比和温度荷载频遇值之比；计算损伤桥梁各监测点的综合频遇值之比；计算所有监测点的综合频遇值之比的平均值和综合离差系数；依据综合频遇值之比的平均值及其综合离差系数的对照关系得到损伤桥梁的评估等级。本方法操作简单，使用方便，对损伤桥梁的评估精度高、更加科学实际。

Description

一种基于频遇值的桥梁短期监测评估方法

技术领域

本发明属于道路桥梁安全领域，特别是涉及一种基于频遇值的桥梁短期监测评估方法。

背景技术

当前，对使用中的道路桥梁进行安全质量评估涉及面广、影响因素众多。从评估内涵的层面上来看，对于不同类型的桥梁，根据其结构实际状态可以采用不同的评估方法。通常将评估的重点放在桥梁的安全性、耐久性和适用性三个方面，也可以三者均兼顾。在实际桥梁评估过程中，中小桥梁和大型桥梁的评估方法并不相同：前者采用以承载能力为主的评估方法，而后者采用以状态评估为主的综合评估方法。到目前为止，既有桥梁结构可靠性鉴定主要有传统经验法、检算系数法、系统综合法、可靠度分析法四种。

传统经验法是行业专家通过对现场进行观察和简单的计算，以原设计规范为基准，根据个人专业知识和工程经验直接对结构的可靠性做出评价。虽然该方法的评估程序简单，但鉴定人员重经验而轻数据，使得评估结论以定性描述为主，很难对结构可靠性水平的判断带有比较大的主观色彩，其评估结论往往因人而异。实际操作时鉴定人员往往会考虑工程的后续处理方案，多数结论偏于保守，造成浪费。

检算系数法和系统综合法比较类似，一般将桥梁结构分成若干部件，通过检测的数据进行比较分析，得出相应的系数或分数。通过一定的权值或逐级组合方式计算桥梁总体安全系数或评分，最后评价桥梁的技术状况。检算系数法和系统综合法相比传统经验法有一定的理论依据，操作也比较简单，因此现行桥梁检测评定规范多采用这类方法。但是，上述两种方法评估的关键是一般要综合考虑桥梁结构或构件表观缺损状况、材质强度和桥梁结构固有模态、以及各种参数权重的确定等因素，对桥梁技术状况进行评估，考虑的参数要素过多、人为因素影响过大，因此也存在较大的评估误差。

以概率统计和随机过程为基础的概率可靠度理论较为成熟，在结构工程中得到了成功应用。概率可靠性鉴定法主要采用随机有限元分析，利用极限状态方程进行可靠性评估，并就评估结果与设计规范规定的可靠度指标进行比较，以评判结构是否处于安全状态。由于既有结构已经转化为现实的实体，具有许多不同于拟建结构的特点，因此以设计规范为基准评定既有结构的可靠性存在着许多不合理之处。以概率可靠度理论为基础的设计方法己经广泛应用于各个国家的设计规范中，以该理论为基础的评估方法也是既有结构评估领域的研究重点。概率可靠度评估方法本身需要大量数据作依据，目前对一些建筑材料及结构的失效模式、退化机理研究还不够充分，极大地限制了这种方法的应用。适用性评估和耐久性评估由于影响因素较多且关系十分复杂，很多指标含有人为主观假设较多，很难统一量化，所以对其进行理论研究和工程应用均还在不断突破。

目前，介于概率与传统经验法之间的还有基于模糊理论的模糊可靠度方法和基于未确知理论的非概率可靠度方法，这两类方法在新桥设计方面的研究比较多。近年来，用非概率可靠度理论进行既有桥梁的评估，也取得了一些研究成果。

发明内容

本发明的目的在于；针对现有技术的缺点和不足，提出一种基于频遇值的桥梁短期监测评估方法，采用非概率可靠度进行评估，既克服了传统监测方法过于简单而测试信息没有完全融合的缺点，又避免了概率可靠度理论的计算过于复杂，很难在行业中推广应用的实际问题。

本发明采用对桥梁短期进行监测，监测一个时间段的桥梁实际运营荷载下的数据，这些数据实际上是结构的作用效应，本发明以车辆荷载和温度荷载的作用效应入手进行监测评估。在桥梁设计规范中，持久状况正常使用极限状态设计验算主要使用活载的准永久值和频遇值进行裂缝、挠度等验算。而设计的频遇值是有明确规定的，在频遇值基础上可以计算出桥梁的作用效应。因此，作用效应既有设计规定的容许值又有实测值(所述容许值、实测值在本发明中分别指理论计算频遇值和实测频遇值)。实测值和容许值相互比较，如果实测值大于容许值，可以判断要么实际荷载确实偏大，对桥梁正常使用具有较大的威胁；要么结构发生损伤，导致应力重分布或集中，这两种情况都可以判断为桥梁正常使用极限状态无法得到满足，从而对桥梁的技术状况进行评估。为了能够更为明显地区分荷载引起的偏大还是桥梁损伤引起的偏大，凸显损伤引起的偏大更为重要，增加各个监测点之间的差异性评判指标，即认为损伤会引起应力重分布，使得实测值与数值计算值的比值数据更为不均匀。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于频遇值的桥梁短期监测评估方法，包括如下步骤：

S1：对损伤桥梁进行全面检查，初步判断损伤桥梁的技术状况，并确定若干个理论计算点B_i及与理论计算点一一对应的监测点V_i；

S2：使用有限元分析系统构建桥梁分析的数值模型，在不考虑损伤的情况下，加载车辆荷载、温度荷载的频遇值参数，分别计算得出各个理论计算点的车辆荷载理论计算频遇值、温度荷载理论计算频遇值；

S3：在损伤桥梁的各个监测点安装应力传感器，使用短期监测系统在一定时间段内连续采集记录监测点的应力实测数据，对采集的数据进行时频分析，筛选得到具有车辆荷载作用效应的中频应力数据和具有温度荷载作用效应的低频应力数据；

S4：利用步骤S3中得到的中频、低频应力数据计算每个监测点的车辆荷载实测频遇值、温度荷载实测频遇值；计算概率—累计分布曲线，对所述车辆荷载实测频遇值、温度荷载实测频遇值的正确性进行验证；

S5：计算每个监测点的车辆荷载频遇值之比E_i和温度荷载频遇值之比F_i，其中E_i＝车辆荷载实测频遇值与车辆荷载理论计算频遇值之比，F_i＝温度荷载实测频遇值与温度荷载理论计算频遇值之比；

S6：设定车辆荷载频遇值的权重为W，则温度荷载的频遇值的权重为1-W，其中W≤1，计算损伤桥梁监测点V_i的综合频遇值之比R_i＝E_i×W+F_i×(1-W)；

S7：计算所有监测点的综合频遇值之比R_i的平均值R_m和综合离差系数C_r，如式(1)和(2)所示：

S8：依据实际工作中对预应力混凝土桥梁结构总结得出的评估等级与综合频遇值及离差系数相关对照关系，得到损伤桥梁的综合频遇值之比的平均值R_m和综合离差系数C_r所对应的评估等级；

其中，步骤S1至S8中任一步所述i∈{1,…,M}，M为监测点的总数。

上述方案中，在准备工作阶段，对疑似损伤桥梁进行全面检查，例如外观裂缝、破损等，制定测试方案，确定理论计算点及其对应的实际监测点的位置，可以有针对性地对损伤部位加密监测点，实际布置监测点的数量由桥梁结构型式、跨度，外观可见的损伤点位等因素确定。同时，对桥梁的技术状况进行初步判断。

方案中，合理采用桥梁设计正常使用极限状态频遇值，与实际桥梁的测试数据分析结果进行比较，判断作用效应有无超过设计容许范围；通过一定数量的实际监测数据分析，计算概率—累计分布曲线，该曲线的分布是否满足偏态的P-III曲线，经过对比验证，发现即便概率分布有一定差异，对评估结果的影响也不大；在评估桥梁的技术状态时，采用实测频遇值与设计频遇值比值的均值和综合离差系数进行评价，事实上离差系数影响更为显著。

进一步地，步骤S2中，所述车辆荷载包括集中荷载P_k和均布荷载q_k，如果损伤桥梁位于Ⅰ级公路上时，则其均布荷载为9～12kN/m²、集中荷载为270～360kN，如果损伤桥梁位于II级公路上时，则其均布荷载、集中荷载分别等于损伤桥梁位于Ⅰ级公路上时的均布荷载、集中荷载乘以0.75的折减系数；所述温度荷载包括均匀温度荷载和非均匀温度荷载。

进一步地，步骤S2中，所述荷载的频遇值包括车辆荷载的频遇值和温度荷载的频遇值，所述车辆荷载的频遇值为车辆荷载的标准值乘以车辆荷载的频遇值系数，所述温度荷载的频遇值为温度荷载的标准值乘以温度荷载的频遇值系数，其中车辆荷载的频遇值系数为0.7，温度荷载的频遇值系数为0.8。

目前，桥梁结构的两个极限状态是指正常使用极限状态和承载能力极限状态，其荷载组合分别采用频遇值或准永久值、标准值。其中，正常使用极限状态所使用的频遇值是在标准值的基础上乘以频遇值系数而得到的，本发明即考虑正常使用极限状态的情况。车辆荷载的频遇值系数为0.7，温度荷载的频遇值系数为0.8，对于大多数混凝土公路桥梁而言，这两项活载是最为主要的，也是本发明要考虑的两个因素。

进一步地，步骤S3中所述时频分析采用DB小波分析；步骤S6中所述车辆荷载频遇值的权重W为0.7。

评估过程中，每个监测点都有一个独立的评估结果，并且分为车辆荷载和温度荷载两种类型的频遇值之比，考虑到温度的设计频遇值具有一定的不确定性，且受测试阶段的不同而差异性很大，因此权重系数较小。经过分析研究，车辆荷载和温度荷载的频遇值之比的权重按照7:3进行分配，即车辆荷载频遇值的权重为0.7，温度荷载频遇值为0.3。

进一步地，步骤S3中，所述在一定时间段内连续实施采集记录监测点的时间大于或等于7天。

在一定的时间段内采集实测数据，时间要求大于或等于7天，记录各个监测点的应力实测数据。如果有条件，还可以同步测试桥梁车辆荷载的信息，包括轴重、间距、轴距、车道等等。对采集数据进行时频分析，得到中低频数据，分别对应车辆荷载作用效应和温度荷载作用效应。

进一步地，步骤S4中，所述车辆荷载实测频遇值的计算步骤如下：

S4.1：设定步骤S3中筛选得到的某一监测点的所有中频应力数据序列为s_j；

S4.2：计算均值如式(3)所示：

S4.3：计算离差系数c_v，如式(4)所示：

S4.4：计算偏差系数c_s，如式(5)所示：

S4.5：计算累计概率0.95的分位点，即该监测点的实测频遇值s_0.95,如式(6)所示：

其中，离均系数为累计概率为0.95的Γ分布下累积函数的逆函数；

S4.6：重复步骤S4.1至S4.5，计算得到所有监测点的车辆荷载实测频遇值；

步骤S4中，所述温度荷载实测频遇值的计算步骤为：将上述步骤S4.1至S4.6中监测点的中频应力数据替换为低频应力数据，重新进行计算得到所有监测点的温度荷载实测频遇值；

其中，步骤S4.1至S4.5中任一步所述j∈{1,…,N}，N为所计算的监测点的中频或低频应力数据的总数。

通常情况下，将实测频遇值与理论计算频遇值进行比较，如果实测频遇值大于理论计算频遇值，则判定桥梁处于不安全状态；如果实测频遇值小于理论计算频遇值，则判定桥梁处于安全状态。

上述评估主要还是反映了实测荷载作用效应的问题，为了综合反映桥梁损伤状态，在本方案中增加各测点实测频遇值与理论计算频遇值比值的离散程度，因为离散程度越大，说明实际结构与理论结构相比，其平滑性越差，也就是说桥梁产生的局部损伤可能性越大。离散程度用方差表示，但方差的绝对值受各种因素的影响，因此本方案采用综合离差系数C_r来表示。

进一步地，步骤S4中，所述概率—累计分布曲线的计算方式如下：

设定S为任一监测点的应力，T为短期监测的时间总长度，t₁至t_z为应力S超过S_g的时间段，f(S_g)为超过应力S的频率，则概率—累计分布曲线的函数式如式(7)所示：

如果f(S_g)为0.05，则S_g就是该监测点的实测频遇值，其中的z∈{1,…,K}，K为应力S超过S_g的时间段的总数；

如果式(7)的概率—累计分布曲线的分布满足P-III曲线，则步骤S4.5计算得到的车辆荷载实测频遇值或温度荷载实测频遇值为正确的，否则就不正确。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1.采用车辆荷载与温度荷载的双指标进行评估，既评估了实际交通状况对桥梁的影响，又评估了桥梁所处的损伤状态，同时计算概率—累计分布曲线对实测频遇值进行正确性验证，因此对桥梁损伤评估的精度高；

2.基于损伤桥梁的正常使用极限状态条件，对桥梁的真实情况进行监测、统计、分析和评估，评估结论更加符合实际、更加客观科学；

3.由于仅在关键点或损伤点安装应力传感器进行短期监测，测试简单，操作方便，便于推广应用。

附图说明

图1为一种基于频遇值的桥梁短期监测评估方法的流程图；

图2为本发明所述损伤桥梁频遇值的理论计算结构示意图；

图3为本发明所述损伤桥梁频遇值的实际监测结构示意图；

图4为本发明所述损伤桥梁频遇值的数据分析示意图；

图5为本发明所述温度荷载中非均匀测试理论计算示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

如图1至5所示，一种基于频遇值的桥梁短期监测评估方法，给出了预应力混凝土桥梁的评估方法，选定了3个理论计算点和实际监测点进行计算分析其中，本实施例中所述的i∈{1,2,3}，具体包括如下步骤：

S1：对损伤桥梁进行全面检查，初步判断损伤桥梁的技术状况，并确定3个理论计算点B_i及与理论计算点一一对应的监测点V_i。

本实施例中，如图2所示，P_k为集中荷载标准值，q_k为均布荷载标准值，L为桥梁长度，B₁、B₂、B₃为理论计算点位置；所图3所示，M₁为实际的运营车辆荷载，有条件可以进行实测以使本发明计算结果更加准确，V₁、V₂、V₃为实际监测点位置，与理论计算点B₁、B₂、B₃的位置一一对应。

S2：使用有限元分析系统构建桥梁分析的数值模型，在不考虑损伤的情况下，加载车辆荷载、温度荷载的频遇值参数，分别计算得出各个理论计算点的车辆荷载理论计算频遇值、温度荷载理论计算频遇值。

S3：在损伤桥梁的各个监测点安装应力传感器，短期监测系统在一定时间段内连续采集记录监测点的应力实测数据，对采集的数据进行时频分析，筛选得到具有车辆荷载作用效应的中频应力数据和具有温度荷载作用效应的低频应力数据。

在具体实现中，安装应力传感器后将其路线连接短期监测系统软件，短期监测系统软件进行预采样测试，检验短期监测系统是否正常工作，反复调试。该过程在桥下可以操作的，不影响交通，需要用桥检车安装仪器设备时，半幅或单车道临时限行或改道即可。

S4：利用步骤S3中得到的中频、低频应力数据计算每个监测点的车辆荷载实测频遇值、温度荷载实测频遇值；计算概率—累计分布曲线，对所述车辆荷载实测频遇值、温度荷载实测频遇值的正确性进行验证。

S5：计算每个监测点的车辆荷载频遇值之比E_i和温度荷载频遇值之比F_i，其中E_i＝车辆荷载实测频遇值与车辆荷载理论计算频遇值之比，F_i＝温度荷载实测频遇值与温度荷载理论计算频遇值之比；

S6：设定车辆荷载频遇值的权重为W，则温度荷载的频遇值的权重为1-W，其中W≤1，计算损伤桥梁监测点V_i的综合频遇值之比R_i＝E_i×W+F_i×(1-W)；

S7：计算所有监测点的综合频遇值之比R_i的平均值R_m和综合离差系数C_r，如式(1)和(2)所示：

S8：依据实际工作中对预应力混凝土桥梁结构总结得出的评估等级与综合频遇值及离差系数相关对照关系，得到损伤桥梁的综合频遇值之比的平均值R_m和综合离差系数C_r所对应的评估等级；

其中，步骤S1至S8中任一步所述i∈{1,…,M}，M为监测点的总数。

实际工作中，考虑到车辆荷载与温度荷载的准确度有所不同，最后给出一定加权意义下的评估结果。

上述方案中，在准备工作阶段，对疑似损伤桥梁进行全面检查，例如外观裂缝、破损等，制定测试方案，确定理论计算点及其对应的实际监测点的位置，可以有针对性地对损伤部位加密监测点，实际布置监测点的数量由桥梁结构型式、跨度，外观可见的损伤点位等因素确定。同时，对桥梁的技术状况进行初步判断。

方案中，合理采用桥梁设计正常使用极限状态频遇值，与实际桥梁的测试数据分析结果进行比较，判断作用效应有无超过设计容许范围；通过一定数量的实际监测数据分析，计算概率—累计分布曲线，该曲线的分布是否满足偏态的P-III曲线，经过对比验证，发现即便概率分布有一定差异，对评估结果的影响也不大，因此本发明具有一定的鲁棒性；在评估桥梁的技术状态时，采用实测频遇值与设计频遇值比值的均值和离差系数进行评价，事实上离差系数影响更为显著。

表1：评估结果对照表

注：本表依据预应力混凝土桥梁结构特点总结得出，其它桥型参考使用。

目前，常见通用的有限元分析系统有：LUSAS、MSC、Ansys、Abaqus、LMS-Samtech、Algor、Femap/NX Nastran、Hypermesh、COMSOL Multiphysics、FEPG等，最流行的为：MSC、Ansys、Abaqus。本实施例中，将根据不同的应用需求选择适用的有限元分析系统构建损伤桥梁分析的数值模型，计算其理论计算频遇值。

进一步地，步骤S2中，所述车辆荷载包括集中荷载P_k和均布荷载q_k(如图2所示)，如果损伤桥梁位于I级公路上时，则其均布荷载为9～12kN/m²、集中荷载为270～360kN，如果损伤桥梁位于TI级公路上时，则其均布荷载、集中荷载分别等于损伤桥梁位于I级公路上时的均布荷载、集中荷载乘以0.75的折减系数；所述温度荷载包括均匀温度荷载和非均匀温度荷载。

上述方案中，所述均匀温度荷载的均匀温度取值根据桥梁所处位置的长期观察气象资料进行确定；所述非均匀温度荷载的非均匀温度按照双折线进行取值，具体方式如图5所示，当H′＜400mm时，A＝H′-100；当H′≥400mm时，A＝300mm，其中H′的桥梁的截面梁高，T1和T2按表2进行取值。

表2：非均匀温度取值对照表

结构类型	T<sub>1</sub>(℃)	T<sub>2</sub>(℃)
			水泥混凝土铺装	25	6.7
50mm沥青混凝土铺装层	20	6.7
			100mm沥青混凝土铺装层	14	5.5

进一步地，步骤S2中，所述荷载的频遇值包括车辆荷载的频遇值和温度荷载的频遇值，所述车辆荷载的频遇值为车辆荷载的标准值乘以车辆荷载的频遇值系数，所述温度荷载的频遇值为温度荷载的标准值乘以温度荷载的频遇值系数，其中车辆荷载的频遇值系数为0.7，温度荷载的频遇值系数为0.8。

目前，桥梁结构的两个极限状态是指正常使用极限状态和承载能力极限状态，其荷载组合分别采用频遇值或准永久值、标准值。其中，正常使用极限状态所使用的频遇值是在标准值的基础上乘以频遇值系数而得到的，本发明即考虑正常使用极限状态的情况。车辆荷载的频遇值系数为0.7，温度荷载的频遇值系数为0.8，对于大多数混凝土公路桥梁而言，这两项活载是最为主要的，也是本发明要考虑的两个因素。

进一步地，步骤S3中所述时频分析采用DB小波分析；步骤S6中所述车辆荷载频遇值的权重W为0.7。

对采集的应力实测数据进行时频分析时，推荐采用DB小波分析，得到高频应力数据(即高频噪声信号)、中频应力数据(即中频噪声信号)、低频应力数据(即低频噪声信号)，其中中频应力数据、低频应力数据分别对应车辆荷载作用效应和温度荷载作用效应。

评估过程中，每个监测点都有一个独立的评估结果，并且分为车辆荷载和温度荷载两种类型的频遇值之比，考虑到温度的设计频遇值具有一定的不确定性，且受测试阶段的不同而差异性很大，因此权重系数较小。经过分析研究，车辆荷载和温度荷载的频遇值之比的权重按照7:3进行分配，即车辆荷载频遇值的权重为0.7，温度荷载频遇值为0.3。

进一步地，步骤S3中，所述在一定时间段内连续实施采集记录监测点的时间大于或等于7天。

在一定的时间段内采集实测数据，时间要求大于或等于7天，记录各个监测点的应力实测数据。如果有条件，还可以同步测试桥梁车辆荷载的信息，包括轴重、间距、轴距、车道等等。对采集数据进行时频分析，得到中低频数据，分别对应车辆荷载作用效应和温度荷载作用效应。

进一步地，步骤S4中，所述车辆荷载实测频遇值的计算步骤如下：

S4.1：设定步骤S3中筛选得到的某一监测点的所有中频应力数据序列为s_j；

S4.2：计算均值如式(3)所示：

S4.3：计算离差系数c_v，如式(4)所示：

S4.4：计算偏差系数c_s，如式(5)所示：

S4.5：计算累计概率0.95的分位点，即该监测点的实测频遇值s_0.95,如式(6)所示：

其中，离均系数为累计概率为0.95的Γ分布下累积函数的逆函数；

S4.6：重复步骤S4.1至S4.5，计算得到所有监测点的车辆荷载实测频遇值；

步骤S4中，所述温度荷载实测频遇值的计算步骤为：将上述步骤S4.1至S4.6中监测点的中频应力数据替换为低频应力数据，重新进行计算得到所有监测点的温度荷载实测频遇值；

其中，步骤S4.1至S4.5中任一步所述j∈{1,…,N}，N为所计算的监测点的中频或低频应力数据的总数。

通常情况下，将实测频遇值与理论计算频遇值进行比较，如果实测频遇值大于理论计算频遇值，则判定桥梁处于不安全状态；如果实测频遇值小于理论计算频遇值，则判定桥梁处于安全状态。

上述评估主要还是反映了实测荷载作用效应的问题，为了综合反映桥梁损伤状态，在本方案中增加各测点实测频遇值与理论计算频遇值比值的离散程度，因为离散程度越大，说明实际结构与理论结构相比，其平滑性越差，也就是说桥梁产生的局部损伤可能性越大。离散程度用方差表示，但方差的绝对值受各种因素的影响，因此本方案采用综合离差系数C_r来表示。

进一步地，步骤S4中，所述概率—累计分布曲线的计算方式如下：

设定S为任一监测点的应力，T为短期监测的时间总长度，t₁至t_z为应力S超过S_g的时间段，f(S_g)为超过应力S的频率，则概率—累计分布曲线的函数式如式(7)所示：

如果f(S_g)为0.05，则S_g就是该监测点的实测频遇值，其中的z∈{1,…,K}，K为应力S超过S_g的时间段的总数；

如果式(7)的概率—累计分布曲线的分布满足P-III曲线，则步骤S4.5计算得到的车辆荷载实测频遇值或温度荷载实测频遇值为正确的，否则就不正确。

本实施例中，如图4(a)所示为损伤桥梁的某一监测点所监测到的应力随监测时间变化的曲线，其中表示出了4个时间段内的应力超过S_g(即实测频遇值)。如图4(b)所示为上述计算得到的概率—累计分布曲线图。

进一步地，步骤S6中，所述车辆荷载或温度荷载的离差系数C_V为步骤S4.3中计算得到的离差系数值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，皆应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于频遇值的桥梁短期监测评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：对损伤桥梁进行全面检查，初步判断损伤桥梁的技术状况，并确定若干个理论计算点B_i及与理论计算点一一对应的监测点V_i；

S2：使用有限元分析系统构建桥梁分析的数值模型，在不考虑损伤的情况下，加载车辆荷载、温度荷载的频遇值参数，分别计算得出各个理论计算点的车辆荷载理论计算频遇值、温度荷载理论计算频遇值；

S3：在损伤桥梁的各个监测点安装应力传感器，使用短期监测系统在一定时间段内连续采集记录监测点的应力实测数据，对采集的数据进行时频分析，筛选得到具有车辆荷载作用效应的中频应力数据和具有温度荷载作用效应的低频应力数据；

S4：利用步骤S3中得到的中频、低频应力数据计算每个监测点的车辆荷载实测频遇值、温度荷载实测频遇值；计算概率—累计分布曲线，对所述车辆荷载实测频遇值、温度荷载实测频遇值的正确性进行验证；

S5：计算每个监测点的车辆荷载频遇值之比E_i和温度荷载频遇值之比F_i，其中E_i＝车辆荷载实测频遇值与车辆荷载理论计算频遇值之比，F_i＝温度荷载实测频遇值与温度荷载理论计算频遇值之比；

S6：设定车辆荷载频遇值的权重为W，则温度荷载的频遇值的权重为1-W，其中W≤1，计算损伤桥梁监测点V_i的综合频遇值之比R_i＝E_i×W+F_i×(1-W)；

S7：计算所有监测点的综合频遇值之比R_i的平均值R_m和综合离差系数C_r，如式(1)和(2)所示：

S8：依据实际工作中对预应力混凝土桥梁结构总结得出的评估等级与综合频遇值及离差系数相关对照关系，得到损伤桥梁的综合频遇值之比的平均值R_m和综合离差系数C_r所对应的评估等级；

其中，步骤S1至S8中任一步所述i∈{1,…,M}，M为监测点的总数。

2.如权利要求1所述的一种基于频遇值的桥梁短期监测评估方法，其特征在于，步骤S2中，所述车辆荷载包括集中荷载P_k和均布荷载q_k，如果损伤桥梁位于Ⅰ级公路上时，则其均布荷载为9～12kN/m²、集中荷载为270～360kN，如果损伤桥梁位于II级公路上时，则其均布荷载、集中荷载分别等于损伤桥梁位于Ⅰ级公路上时的均布荷载、集中荷载乘以0.75的折减系数；所述温度荷载包括均匀温度荷载和非均匀温度荷载。

3.如权利要求1所述的一种基于频遇值的桥梁短期监测评估方法，其特征在于，步骤S2中，所述荷载的频遇值包括车辆荷载的频遇值和温度荷载的频遇值，所述车辆荷载的频遇值为车辆荷载的标准值乘以车辆荷载的频遇值系数，所述温度荷载的频遇值为温度荷载的标准值乘以温度荷载的频遇值系数，其中车辆荷载的频遇值系数为0.7，温度荷载的频遇值系数为0.8。

4.如权利要求1所述的一种基于频遇值的桥梁短期监测评估方法，其特征在于，步骤S3中所述时频分析采用DB小波分析；步骤S6中所述车辆荷载频遇值的权重W为0.7。

5.如权利要求1所述的一种基于频遇值的桥梁短期监测评估方法，其特征在于，步骤S3中，所述在一定时间段内连续实施采集记录监测点的时间大于或等于7天。

6.如权利要求1所述的一种基于频遇值的桥梁短期监测评估方法，其特征在于，步骤S4中，所述车辆荷载实测频遇值的计算步骤如下：

S4.1：设定步骤S3中筛选得到的某一监测点的所有中频应力数据序列为s_j；

S4.2：计算均值如式(3)所示：

S4.3：计算离差系数c_v，如式(4)所示：

S4.4：计算偏差系数c_s，如式(5)所示：

S4.5：计算累计概率0.95的分位点，即该监测点的实测频遇值s_0.95,如式(6)所示：

其中，离均系数 为累计概率为0.95的Γ分布下累积函数的逆函数；

S4.6：重复步骤S4.1至S4.5，计算得到所有监测点的车辆荷载实测频遇值；

步骤S4中，所述温度荷载实测频遇值的计算步骤为：将上述步骤S4.1至S4.6中监测点的中频应力数据替换为低频应力数据，重新进行计算得到所有监测点的温度荷载实测频遇值；

其中，步骤S4.1至S4.5中任一步所述j∈{1,…,N}，N为所计算的监测点的中频或低频应力数据的总数。

7.如权利要求1或6所述的一种基于频遇值的桥梁短期监测评估方法，其特征在于，步骤S4中，所述概率—累计分布曲线的计算方式如下：

设定S为任一监测点的应力，T为短期监测的时间总长度，t₁至t_z为应力S超过S_g的时间段，f(S_g)为超过应力S的频率，则概率—累计分布曲线的函数式如式(7)所示：

如果f(S_g)为0.05，则S_g就是该监测点的实测频遇值，其中的z∈{1,…,K}，K为应力S超过S_g的时间段的总数；

如果式(7)的概率—累计分布曲线的分布满足P-III曲线，则步骤S4.5计算得到的车辆荷载实测频遇值或温度荷载实测频遇值为正确的。