CN113446973B - 预应力传递长度测量方法、装置及电子设备 - Google Patents

预应力传递长度测量方法、装置及电子设备 Download PDF

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CN113446973B CN202110722828.8A CN202110722828A CN113446973B CN 113446973 B CN113446973 B CN 113446973B CN 202110722828 A CN202110722828 A CN 202110722828A CN 113446973 B CN113446973 B CN 113446973B
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    • G01N19/04—Measuring adhesive force between materials, e.g. of sealing tape, of coating

Abstract

本申请涉及一种预应力传递长度测量方法、装置及电子设备。预应力传递长度测量方法包括：在放张预应力筋之前，获取多组第一测点对中每组第一测点对之间的第一初始距离，多组第一测点对按照预应力筋在试验构件中的布置方向设置于试验构件表面；在放张预应力筋之后，获取多组第一测点对中每组第一测点对之间的第一实时距离；针对多组第一测点对中的每组第一测点对，根据第一测点对对应的第一初始距离和第一实时距离，计算试验构件在第一测点对之间的平均应变表征数据，以获得多个平均应变表征数据；根据多个平均应变表征数据计算预应力筋的预应力传递长度。本申请实施例提供的预应力传递长度测量方法、装置及电子设备具有较高的推广应用价值。

Description

预应力传递长度测量方法、装置及电子设备
技术领域
本申请涉及混凝土设计与制造技术领域，具体而言，涉及一种预应力传递长度测量方法、装置及电子设备。
背景技术
在先张法预应力混凝土构件中，混凝土构件的有效预应力是通过预应力筋与混凝土之间的粘结作用建立的，将有效预应力传递给混凝土所需的长度即为预应力传递长度。预应力筋与混凝土之间粘结应力的逐渐传递特性使得混凝土构件的有效预应力从混凝土构件的端部截面向跨中截面逐渐增大，因此，进行正截面和斜截面的抗裂性设计时，应考虑预应力钢筋在其传递长度范围内实际应力值的变化，在此基础上，预应力传递长度成为混凝土构件设计时必须明确的一个重要参数。然而，准确测量预应力传递长度一直以来均十分困难。
现有技术中，通常是在混凝土构件内部埋置预应力筋的同时，埋置中心均匀分布有多个光栅测点的光纤总线，并通过光纤光栅测量仪测量预应力筋受力后所有光栅测点的应变值，产生应变的光栅测点和未产生应变的光栅测点之间的距离差值即为预应力传递长度。前述方法虽然在一定程度上可以测量预应力传递长度，但是，其采用了对技术、设备和介质都要求极高的光栅光纤技术，且由于光纤总线是埋置在混凝土构件内部的，因此，制作工序繁琐，且不能重复使用，仅适合于实验室精细化操作层面推广应用价值较低。
发明内容
本申请的目的在于，提供一种预应力传递长度测量方法、装置及电子设备，以解决上述问题。
第一方面，本申请实施例提供的预应力传递长度测量方法，包括：
在放张试验构件中布置的预应力筋之前，获取多组第一测点对中每组第一测点对之间的第一初始距离，多组第一测点对按照预应力筋在试验构件中的布置方向设置于试验构件表面；
在放张预应力筋，并间隔目标时长之后，获取多组第一测点对中每组第一测点对之间的第一实时距离；
针对多组第一测点对中的每组第一测点对，根据第一测点对对应的第一初始距离和第一实时距离，计算试验构件在第一测点对之间的平均应变表征数据，以获得多个平均应变表征数据；
根据多个平均应变表征数据计算预应力筋的预应力传递长度。
在本申请实施例提供的预应力传递长度测量方法的实施过程中，由于多组第一测点对是按照预应力筋在试验构件中的布置方向设置于试验构件表面的，且计算预应力传递长度时，所依赖的数据只包括第一初始距离和第一实时距离，其中，第一初始距离为在放张试验构件中布置的预应力筋之前，多组第一测点对中每组第一测点对之间的距离，第一实际距离为在放张预应力筋，并间隔目标时长之后，多组第一测点对中每组第一测点对之间的距离，显然，预应力传递长度的整个测量过程中并未涉及复杂的前期准备过程，测试所用的多组第一测点对能够重复使用，此外，计算预应力传递长度时，所涉及的计算过程简单，因此，本申请实施例提供的预应力传递长度测量方法对技术、设备和介质都要求较低，具有较高的推广应用价值。
结合第一方面，本申请实施例还提供了第一方面的第一种可选的实施方式，针对多组第一测点对中任意两组相邻的第一测点对，两组相邻的第一测点对中后测点对的起始测点位于前测点对的起始测点和结束测点之间，前测点对靠近试验构件的第一端部，后测点对靠近试验构件的第二端部，第二端部和第一端部相对。
上述实施方式中，多组第一测点对中任意两组相邻的第一测点对是按照交叉设置的方式设置于试验构件表面的，那么，多组第一测点对中每组第一测点对之间的第一初始距离和多组第一测点对中每组第一测点对之间的第一实时距离便具有较高的可靠性，因此，能够提高预应力传递长度的测量精度。
结合第一方面，本申请实施例还提供了第一方面的第二种可选的实施方式，根据第一测点对对应的第一初始距离和第一实时距离，计算试验构件在第一测点对之间的平均应变表征数据，包括：
计算第一测点对对应的第一初始距离与第一实时距离之间的第一距离差值；
根据温度修正值对第一距离差值进行修正，获得距离修正结果；
根据距离修正结果和第一测点对之间的第一初始距离计算试验构件在第一测点对之间的平均应变表征数据。
上述实施方式中，在根据第一测点对对应的第一初始距离和第一实时距离，计算试验构件在第一测点对之间的平均应变表征数据时，首先，计算第一测点对对应的第一初始距离与第一实时距离之间的第一距离差值，此后，将根据温度修正值对第一距离差值进行修正，获得距离修正结果，再根据距离修正结果和第一测点对之间的第一初始距离计算试验构件在第一测点对之间的平均应变表征数据，如此，便能够避免在环境温度的影响下，试验构件的自然收缩对测量结果产生的影响，从而进一步提高预应力传递长度的测量精度。
结合第一方面的第二种可选的实施方式，本申请实施例还提供了第一方面的第三种可选的实施方式，根据温度修正值对第一距离差值进行修正，获得距离修正结果之前，预应力传递长度测量方法还包括：
获取多组第二测点对中每组第二测点对之间的第二初始距离，多组第二测点对设置于对照构件表面；
间隔目标时长之后，获取多组第二测点对中每组第二测点对之间的第二实时距离；
针对多组第二测点对中的每组第二测点对，计算第二测点对对应的第二初始距离与第二实时距离之间的第二距离差值，以获得多个第二距离差值；
计算多个第二距离差值的第一数据均值，作为温度修正值。
结合第一方面，本申请实施例还提供了第一方面的第四种可选的实施方式，根据多个平均应变表征数据计算预应力筋的预应力传递长度，包括：
将多个平均应变表征数据中属于恒应变段的多个第一平均应变表征数据拟合为目标水平线；
将多个平均应变表征数据中属于应变变化段的多个第二平均应变表征数据拟合为目标斜线；
根据目标水平线和目标斜线的交点位置，计算预应力筋的预应力传递长度。
上述实施方式中，将基于区间估计，将多个平均应变表征数据中属于恒应变段的多个第一平均应变表征数据拟合为目标水平线，同时，将多个平均应变表征数据中属于应变变化段的多个第二平均应变表征数据拟合为目标斜线，再根据目标水平线和目标斜线的交点位置，计算预应力筋的预应力传递长度，从而进一步简化计算预应力传递长度时，所涉及的计算过程，同时，进一步提高预应力传递长度的测量精度。
结合第一方面的第四种可选的实施方式，本申请实施例还提供了第一方面的第五种可选的实施方式，将多个平均应变表征数据中属于恒应变段的多个第一平均应变表征数据拟合为目标水平线，包括：
计算多个第一平均应变表征数据的第二数据均值和数据方差；
根据第二数据均值、数据方差和预设置信度计算置信区间；
基于置信区间将多个第一平均应变表征数据中包括的第一异常数据剔除，获得多个有效数据；
计算多个有效数据的第三数据均值；
在二维坐标系中绘制与二维坐标系中第一坐标轴平行，且与二维坐标系中第二坐标轴对应的坐标值为第三数据均值的直线，作为目标水平线，第一坐标轴的坐标值用于表征多组第一测点对中每组第一测点对相对于试验构件第一端部的直线距离，第二坐标轴的坐标值用于表征试验构件在多组第一测点对中每组第一测点之间的平均应变表征数据。
结合第一方面的第四种可选的实施方式，本申请实施例还提供了第一方面的第六种可选的实施方式，将多个平均应变表征数据中属于应变变化段的多个第二平均应变表征数据拟合为目标斜线，包括：
根据划分恒应变段和应变变化段的最优转折数据从多个第二平均应变表征数据中筛选出多个待拟合数据；
若多个待拟合数据中存在第二异常数据，则通过加权平均算法对第二异常数据进行修正，获得修正数据，并通过修正数据替换第二异常数据，以更新多个待拟合数据；
通过最小二乘法将多个待拟合数据拟合为目标斜线。
第二方面，本申请实施例提供的预应力传递长度测量装置，包括：
第一距离获取模块，用于在放张试验构件中布置的预应力筋之前，获取多组第一测点对中每组第一测点对之间的第一初始距离，多组第一测点对按照预应力筋在试验构件中的布置方向设置于试验构件表面；
第二距离获取模块，用于在放张预应力筋，并间隔目标时长之后，获取多组第一测点对中每组第一测点对之间的第一实时距离；
平均应变计算模块，用于针对多组第一测点对中的每组第一测点对，根据第一测点对对应的第一初始距离和第一实时距离，计算试验构件在第一测点对之间的平均应变表征数据，以获得多个平均应变表征数据；
传递长度计算模块，用于根据多个平均应变表征数据计算预应力筋的预应力传递长度。
第三方面，本申请实施例提供的电子设备包括处理器和存储器，存储器上存储有计算机程序，处理器用于执行计算机程序，以实现第一方面，或第一方面的任意一种可选的实施方式所提供的预应力传递长度测量方法。
第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被执行时，实现第一方面，或第一方面的任意一种可选的实施方式所提供的预应力传递长度测量方法。
本申请实施例提供的预应力传递长度测量装置、电子设备及计算机可读存储介质具有与第一方面，或第一方面的任意一种可选的实施方式所提供的预应力传递长度测量方法相同的有益效果，此处不作赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种电子设备的示意性结构框图。
图2为本申请实施例提供的一种预应力传递长度测量方法的步骤流程图。
图3为本申请实施例提供的一种多组第一测点对的设置方式说明图。
图4为本申请实施例提供的一种多组第二测点对的设置方式说明图。
图5为本申请实施例提供的一种预应力传递长度计算过程的辅助性说明图。
图6为本申请实施例提供的一种预应力传递长度测量装置的示意性结构框图。
附图标记：100-电子设备；110-存储器；120-处理器；200-预应力传递长度测量装置；210-第一距离获取模块；220-第二距离获取模块；230-平均应变计算模块；240-传递长度计算模块。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。此外，应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
请参阅图1，为本申请实施例提供的一种电子设备100的示意性结构框图。本申请实施例中，电子设备100可以是终端设备，例如，电脑、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PAD)、移动上网设备(Mobile Internet Device，MID)等，本申请实施例对此不作具体限制。
在结构上，电子设备100可以包括处理器110和存储器120。
处理器110和存储器120直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互，例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。预应力传递长度测量装置包括至少一个可以软件或固件(Firmware)的形式存储在存储器120中或固化在电子设备100的操作系统(Operating System，OS)中的软件模块。处理器110用于执行存储器120中存储的可执行模块，例如，预应力传递长度测量装置所包括的软件功能模块及计算机程序等，以实现预应力传递长度测量方法。
处理器110可以在接收到执行指令后，执行计算机程序。其中，处理器110可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。处理器110也可以是通用处理器，例如，可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图，此外，通用处理器可以是微处理器或者任何常规处理器等。
存储器120可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)、可擦可编程序只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，以及电可擦编程只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EEPROM)。存储器120用于存储程序，处理器110在接收到执行指令后，执行该程序。
应当理解，图1所示的结构仅为示意，本申请实施例提供的电子设备100还可以具有比图1更少或更多的组件，或是具有与图1所示不同的配置，例如，显示器、输入输出器件等。此外，图1所示的各组件可以通过软件、硬件或其组合实现。
请参阅图2，为本申请实施例提供的预应力传递长度测量方法的流程示意图，该方法应用于图1所示的电子设备100。需要说明的是，本申请实施例提供的预应力传递长度测量方法不以图2及以下所示的顺序为限制，以下结合图2对预应力传递长度测量方法的具体流程及步骤进行描述。
步骤S100，在放张试验构件中布置的预应力筋之前，获取多组第一测点对中每组第一测点对之间的第一初始距离，多组第一测点对按照预应力筋在试验构件中的布置方向设置于试验构件表面。
本申请实施例中，试验构件为先张法预应力混凝土构件，在试验构件制作完成之后，需要按照预应力筋在试验构件中的布置方向在试验构件表面设置多组第一测点对，具体由试验构件的第一端部开始设置，并截止于试验构件的中部位置，每组第一测点对包括起始测点和结束测点，且起始测点和结束测点之间间隔Lmm，L的取值可以是150mm，也可以是250mm，设置方式可以是粘贴设置，且可以通过定位标杆实现距离标定，也即，L的取值需要根据定位标杆的测距设定。
此外，请结合图3，针对多组第一测点对中任意两组相邻的第一测点对，两组相邻的第一测点对中后测点对的起始测点位于前测点对的起始测点和结束测点之间，且可以位于前测点对的起始测点和结束测点的中间位置，如此，试验构架表面任意两个相邻测点之间的间隔L/2mm，其中，前测点对靠近试验构件的第一端部，后测点对靠近试验构件的第二端部，第二端部和第一端部相对。
完成上述设置之后，便可以通过机械式应变测量仪，分别测量多组第一测点对中每组第一测点对之间的第一初始距离，并发送给电子设备，其中，第一测点对1之间的第一初始距离记作L11、第一测点对2之间的第一初始距离记作L12，以此类推，第一测点对n之间的第一初始距离记作L1n。此外，需要说明的是，本申请实施例中，针对多组第一测点对中的每组第一测点对，其起始测点和结束测点可以为铜钉，具体根据机械式应变测量仪的特性确定，本申请实施例对此不作具体限制。
步骤S200，在放张预应力筋，并间隔目标时长之后，获取多组第一测点对中每组第一测点对之间的第一实时距离。
完成步骤S100之后，放张预应力筋，此后，间隔目标时长，再通过机械式应变测量仪，分别测量多组第一测点对中每组第一测点对之间的第一实时距离，并发送给电子设备，其中，目标时长可以是3h、1d、3d、7d、14d和21d，本申请实施例对此不作具体限制，而第一测点对1之间的第一实时距离记作L1'1、第一测点对2之间的第一实时距离记作L1'2，以此类推，第一测点对n之间的第一实时距离记作L1'n。
步骤S300，针对多组第一测点对中的每组第一测点对，根据第一测点对对应的第一初始距离和第一实时距离，计算试验构件在第一测点对之间的平均应变表征数据，以获得多个平均应变表征数据。
本申请实施例中，针对多组第一测点对中的每组第一测点对，可以计算该第一测点对对应的第一初始距离和第一实时距离之间的差值，作为试验构件在该第一测点对之间的平均应变表征数据。但是，为避免在环境温度的影响下，试验构件的自然收缩对测量结果产生的影响，从而进一步提高预应力传递长度的测量精度，实际实施时，步骤S300可以包括步骤S310、步骤S320和步骤S330。
步骤S310，计算第一测点对对应的第一初始距离与第一实时距离之间的第一距离差值。
ΔL1i＝L1i-L1'i
其中，△L1i为n组第一测点对中第i组第一测点对对应的第一初始距离与第一实时距离之间的第一距离差值，L1i为n组第一测点对中第i组第一测点对对应的第一初始距离，L1'i为n组第一测点对中第i组第一测点对对应的第一实时距离。
步骤S320，根据温度修正值对第一距离差值进行修正，获得距离修正结果。
对于温度修正值，本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，其可以通过步骤S001、步骤S002、步骤S003和步骤S004获取。
步骤S001，获取多组第二测点对中每组第二测点对之间的第二初始距离，多组第二测点对设置于对照构件表面。
本申请实施例中，对照构件为混凝土构件，且形状结构、尺寸不限其内部未设置预应力筋，在对照构件制作完成之后，可以按照多组第一测点对在试验构件表面的设置方式在对照构件表面设置多组第二测点对，也即，由对照构件的第一端部开始设置，并截止于对照构件的中部位置，每组第二测点对包括起始测点和结束测点，且起始测点和结束测点之间间隔Lmm，设置方式可以是粘贴设置，且可以通过定位标杆实现距离标定,当然，多组第二测点对也可以按照其他方式设置于对照构件的表面，本申请实施例对此不作具体限制。此外，需要说明的是，本申请实施例中，第二测点对的设置数量至少为3对，共5个测点。
请结合图4，对于多组第二测点对的设置，本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，针对多组第二测点对中任意两组相邻的第二测点对，两组相邻的第二测点对中后测点对的起始测点位于前测点对的起始测点和结束测点之间，且可以位于前测点对的起始测点和结束测点的中间位置，如此，试验构架表面任意两个相邻测点之间的间隔L/2mm，其中，前测点对靠近对照构件的第一端部，后测点对靠近对照构件的第二端部，第二端部和第一端部相对。
完成上述设置之后，便可以通过机械式应变测量仪，分别测量多组第二测点对中每组第二测点对之间的第二初始距离，并发送给电子设备，其中，第二测点对1之间的第二初始距离记作L21、第二测点对2之间的第二初始距离记作L22，以此类推，第二测点对m之间的第二初始距离记作L2m。此外，需要说明的是，本申请实施例中，针对多组第二测点对中的每组第二测点对，其起始测点和结束测点可以为铜钉，具体根据机械式应变测量仪的特性确定，本申请实施例对此不作具体限制。
步骤S002，间隔目标时长之后，获取多组第二测点对中每组第二测点对之间的第二实时距离。
完成步骤S002之后，间隔目标时长，再通过机械式应变测量仪，分别测量多组第二测点对中每组第二测点对之间的第二实时距离，并发送给电子设备，其中，第二测点对1之间的第二实时距离记作L2'1、第二测点对2之间的第二实时距离记作L2'2，以此类推，第二测点对m之间的第二实时距离记作L2'm。
步骤S003，针对多组第二测点对中的每组第二测点对，计算第二测点对对应的第二初始距离与第二实时距离之间的第二距离差值，以获得多个第二距离差值。
ΔL2i＝L2i-L2'i
其中，△L2i为m组第二测点对中第i组第二测点对对应的第二初始距离与第二实时距离之间的第二距离差值，L2i为m组第二测点对中第i组第二测点对对应的第二初始距离，L2'i为m组第二测点对中第i组第二测点对对应的第二实时距离。
步骤S004，计算多个第二距离差值的第一数据均值，作为温度修正值。
以第二测点对实际为m组例，计算逻辑为：
Figure BDA0003137348970000121
其中，Lt为温度修正值，△L2i为m组第二测点对中第i组第二测点对对应的第二初始距离与第二实时距离之间的第二距离差值。
在获得温度修正值之后，可以计算第一距离差值与温度修正值的距离差值，作为距离修正结果。
步骤S330，根据距离修正结果和第一测点对之间的第一初始距离计算试验构件在第一测点对之间的平均应变表征数据。
本申请实施例中，可以通过距离修正结果除以第一测点对之间的第一初始距离，获得试验构件在第一测点对之间的平均应变表征数据。步骤S320和步骤S330对应的计算逻辑为：
Figure BDA0003137348970000122
以第一测点对实际为n组为例，其中，εi为n组第一测点对中第i组第一测点对之间的平均应变表征数据，△L1i为n组第一测点对中第i组第一测点对对应的第一初始距离与第一实时距离之间的第一距离差值，Lt为温度修正值，L1i为n组第一测点对中第i组第一测点对对应的第一初始距离。
步骤S400，根据多个平均应变表征数据计算预应力筋的预应力传递长度。
混凝土构件设计规范中，可以假定从端部到传递长度末端，预应力筋的预应力从零线性增加至有效预应力，在此基础上，可以采用一条水平线拟合恒应变段的平均应变表征数据，同时，采用过二维坐标系原点的一次线性线段拟合应变变化段的平均应变表征数据，其中，恒应变段的平均应变表征数据和应变变化段的平均应变表征数据可以通过对数据之间的变化趋势进行初步分析实现，本申请实施例对此不作具体限制。
基以上描述，本申请实施例中，步骤S400可以包括步骤S410、步骤S420和步骤S430。
步骤S410，将多个平均应变表征数据中属于恒应变段的多个第一平均应变表征数据拟合为目标水平线。
首先，计算多个第一平均应变表征数据的第二数据均值和数据方差。
假设，达到有效预应力范围内，试验构件的平均应变表征数据(表征为第一平均应变表征数据)服从正态分布N(μ,σ2)，则恒应变段的第一平均应变表征数据形成一个样本
Figure BDA0003137348970000135
可以求出样本均值和样本方差。
样本均值为：
Figure BDA0003137348970000131
其中，
Figure BDA0003137348970000132
为样本均值，n1为第一平均应变表征数据的数量，Y1i为n1个第一平均应变表征数据中的第i个第一平均应变表征数据。
样本方差为:
Figure BDA0003137348970000133
其中，S为样本方差，n1为第一平均应变表征数据的数量，Y1i为n1个第一平均应变表征数据中的第i个第一平均应变表征数据，
Figure BDA0003137348970000134
为样本均值。
此后，根据第二数据均值、数据方差和预设置信度计算置信区间，假设，置信度为1-α，则置信度区间为：
Figure BDA0003137348970000141
其中，
Figure BDA0003137348970000142
为样本均值，S为样本方差，n1为第一平均应变表征数据的数量，而tα/2(n1-1)的取值可以通过查询正态分布表获取。
基于置信区间将多个第一平均应变表征数据中包括的第一异常数据剔除，获得多个有效数据，也即，将超出置信区间的第一平均应变表征数据删除，再计算多个有效数据的第三数据均值，并在二维坐标系中绘制与二维坐标系中第一坐标轴平行，且与二维坐标系中第二坐标轴对应的坐标值为第三数据均值的直线，作为目标水平线，如图5所示，其中，第一坐标轴的坐标值用于表征多组第一测点对中每组第一测点对相对于试验构件第一端部的直线距离，第二坐标轴的坐标值用于表征试验构件在多组第一测点对中每组第一测点之间的平均应变表征数据，且第一坐标轴为X轴，第二坐标轴为Y轴，二维坐标系表征为XYO。
步骤S420，将多个平均应变表征数据中属于应变变化段的多个第二平均应变表征数据拟合为目标斜线。
首先，根据划分恒应变段和应变变化段的最优转折数据从多个第二平均应变表征数据中筛选出多个待拟合数据。
对于最优转折数据，本申请实施例中，可以在通过如下方式从多个第二平均应变表征数据中确定：
将多个第二平均应变表征数据对应于二维坐标系中，同样，第一坐标轴的坐标值用于表征多组第二测点对中每组第二测点对相对于试验构件第一端部的直线距离，第二坐标轴的坐标值用于表征试验构件在多组第二测点对中每组第二测点之间的平均应变表征数据。选取对应第一坐标轴的坐标值最大的预设数量个第二平均应变表征数据，作为预选转折数据，并针对预设数量个预选转折数据中的每个预选转折数据，计算该预选转折数据，以及第一坐标轴的坐标值小于该预选转折数据的所有第二平均应变表征数据的方差值，获得预设数量个方差值，并将预设数量个方差值中最小方差值对应的预选转折数据作为最优转折数据。如图5所示，假设，预设数量为3，预选转折数据包括G1、G2和G3，且G1对应的方差值、G2对应的方差值和G3对应的方差值中G1对应的方差值最小，则将G1作为最优转折数据，再将最优转折数据，以及第一坐标轴的坐标值小于最优转折数据的所有第二平均应变表征数据共同作为多个待拟合数据。
若多个待拟合数据中存在第二异常数据，则通过加权平均算法对第二异常数据进行修正，获得修正数据，并通过修正数据替换第二异常数据，以更新多个待拟合数据。其中，第二异常数据可以是多个待拟合数据中，与在前相邻的其他待拟合数据或在后相邻的其他待拟合数据的差值大于预设数值的待拟合数据，而预设数值的取值可以根据实际测量可靠性需求设定，本申请实施例对此不作具体限制。
以下，将对通过加权平均算法对第二异常数据进行修正，获得修正数据的过程进行描述。
在确定出第二异常数据之后，以第二异常数据为位于区间中点的待拟合数据，选取目标区间，则目标区间中第j个待拟合数据对应的权重为：
Figure BDA0003137348970000151
其中，Wj为目标区间中第j个待拟合数据对应的权重，j为当前计算对应权重的待拟合数据在目标区间中的数据序号，取值为0、1……n2-1，i为第二异常数据的数据序号，也即，位于区间中点的待拟合数据在目标区间中的数据序号，n2为目标区间中待拟合数据的数量，通常可取值5。
第二异常数据的加权平均值，也即，修正数据为：
Figure BDA0003137348970000152
其中，
Figure BDA0003137348970000161
为修正数据，W0为目标区间中第1个待拟合数据对应的权重，W1、W2和Wn2-1以此类推，Y20为目标区间中第1个待拟合数据，Y21、Y22和Y2n2-1以此类推，Wj为目标区间中第j个待拟合数据对应的权重，j为当前计算对应权重的待拟合数据在目标区间中的数据序号，取值为0、1……n2-1。
在获得修正数据之后，通过修正数据替换第二异常数据，以更新多个待拟合数据，并通过最小二乘法将多个待拟合数据拟合为目标斜线，具体可以采用过二维坐标系原点的一次线性线段拟合待拟合数据，对应的一次多项式表征为：
Y＝ax
计算公式为：
Figure BDA0003137348970000162
其中，
Figure BDA0003137348970000163
为多个待拟合数据的均值，
Figure BDA0003137348970000164
为多个待拟合数据中每个待拟合数据在第一坐标轴上对应的坐标值均值。根据
Figure BDA0003137348970000165
和
Figure BDA0003137348970000166
的取值，计算出未知数a的值，代入一次多项式中，获得目标斜线的表达式。
步骤S430，根据目标水平线和目标斜线的交点位置，计算预应力筋的预应力传递长度。
本申请实施例中，在拟合出目标水平线和目标斜线之后，确定目标水平线和目标斜线的交点位置，并将交点位置在第一坐标轴上对应的坐标值作为预应力筋的预应力传递长度。
在步骤S400的执行过程中，不仅采用了加权平均计算方式和最小二乘法对数据进行统计分析，还将异常数据(第一异常数据和第二异常数据)剔除，从而提高计算出的预应力传递长度的可靠性。
基于与上述预应力传递长度测量方法同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种预应力传递长度测量装置200。请参阅图6，本申请实施例提供的预应力传递长度测量装置200包括第一距离获取模块210、第二距离获取模块220、平均应变计算模块230和传递长度计算模块240。
第一距离获取模块210，用于在放张试验构件中布置的预应力筋之前，获取多组第一测点对中每组第一测点对之间的第一初始距离，多组第一测点对按照预应力筋在试验构件中的布置方向设置于试验构件表面。
第二距离获取模块220，用于在放张预应力筋，并间隔目标时长之后，获取多组第一测点对中每组第一测点对之间的第一实时距离。
平均应变计算模块230，用于针对多组第一测点对中的每组第一测点对，根据第一测点对对应的第一初始距离和第一实时距离，计算试验构件在第一测点对之间的平均应变表征数据，以获得多个平均应变表征数据。
传递长度计算模块240，用于根据多个平均应变表征数据计算预应力筋的预应力传递长度。
可选的，本申请实施例中，针对多组第一测点对中任意两组相邻的第一测点对，两组相邻的第一测点对中后测点对的起始测点位于前测点对的起始测点和结束测点之间，前测点对靠近试验构件的第一端部，后测点对靠近试验构件的第二端部，第二端部和第一端部相对。
本申请实施例中，平均应变计算模块230包括第一距离差值计算单元、修正结果获取单元和平均应变计算单元。
第一距离差值计算单元，用于计算第一测点对对应的第一初始距离与第一实时距离之间的第一距离差值。
修正结果获取单元，用于根据温度修正值对第一距离差值进行修正，获得距离修正结果。
平均应变计算单元，用于根据距离修正结果和第一测点对之间的第一初始距离计算试验构件在第一测点对之间的平均应变表征数据。
本申请实施例提供的预应力传递长度计算装置还可以包括第三距离获取模块、第四距离获取模块、第二距离差值计算模块和温度修正值计算模块。
第三距离获取模块，用于获取多组第二测点对中每组第二测点对之间的第二初始距离，多组第二测点对设置于对照构件表面。
第四距离获取模块，用于间隔目标时长之后，获取多组第二测点对中每组第二测点对之间的第二实时距离。
第二距离差值计算模块，用于针对多组第二测点对中的每组第二测点对，计算第二测点对对应的第二初始距离与第二实时距离之间的第二距离差值，以获得多个第二距离差值。
温度修正值计算模块，用于计算多个第二距离差值的第一数据均值，作为温度修正值。
本申请实施例中，传递长度计算模块240包括第一拟合单元、第二拟合单元和传递长度计算单元。
第一拟合单元，用于将多个平均应变表征数据中属于恒应变段的多个第一平均应变表征数据拟合为目标水平线。
第二拟合单元，用于将多个平均应变表征数据中属于应变变化段的多个第二平均应变表征数据拟合为目标斜线。
传递长度计算单元，用于根据目标水平线和目标斜线的交点位置，计算预应力筋的预应力传递长度。
本申请实施例中，第一拟合单元包括第一计算子单元、第二计算子单元、有效数据获取子单元、第三计算子单元和绘制子单元。
第一计算子单元，用于计算多个第一平均应变表征数据的第二数据均值和数据方差。
第二计算子单元，用于根据第二数据均值、数据方差和预设置信度计算置信区间。
有效数据获取子单元，用于基于置信区间将多个第一平均应变表征数据中包括的第一异常数据剔除，获得多个有效数据。
第三计算子单元，用于计算多个有效数据的第三数据均值。
绘制子单元，用于在二维坐标系中绘制与二维坐标系中第一坐标轴平行，且与二维坐标系中第二坐标轴对应的坐标值为第三数据均值的直线，作为目标水平线，第一坐标轴的坐标值用于表征多组第一测点对中每组第一测点对相对于试验构件第一端部的直线距离，第二坐标轴的坐标值用于表征试验构件在多组第一测点对中每组第一测点之间的平均应变表征数据。
本申请实施例中，第二拟合单元包括数据筛选子单元、待拟合数据获取子单元和拟合子单元。
数据筛选子单元，用于根据划分恒应变段和应变变化段的最优转折数据从多个第二平均应变表征数据中筛选出多个待拟合数据。
待拟合数据获取子单元，用于若多个待拟合数据中存在第二异常数据，则通过加权平均算法对第二异常数据进行修正，获得修正数据，并通过修正数据替换第二异常数据，以更新多个待拟合数据。
拟合子单元，用于通过最小二乘法将多个待拟合数据拟合为目标斜线。
由于本申请实施例提供的预应力传递长度测量装置200是基于与上述预应力传递长度测量方法同样的发明构思实现的，因此，预应力传递长度测量装置200中，每个软件模块的具体描述，均可参见上述预应力传递长度测量方法实施例中对应步骤的相关描述，此处不作赘述。
此外，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被执行时，实现上述方法实施例所提供的预应力传递长度测量方法，具体可参见上述方法实施例，本申请实施例中对此不作赘述。
在本申请实施例提供的预应力传递长度测量方法的实施过程中，由于多组第一测点对是按照预应力筋在试验构件中的布置方向设置于试验构件表面的，且计算预应力传递长度时，所依赖的数据只包括第一初始距离和第一实时距离，其中，第一初始距离为在放张试验构件中布置的预应力筋之前，多组第一测点对中每组第一测点对之间的距离，第一实际距离为在放张预应力筋，并间隔目标时长之后，多组第一测点对中每组第一测点对之间的距离，显然，预应力传递长度的整个测量过程中并未涉及复杂的前期准备过程，测试所用的多组第一测点对能够重复使用，此外，计算预应力传递长度时，所涉及的计算过程简单，因此，本申请实施例提供的预应力传递长度测量方法对技术、设备和介质都要求较低，具有较高的推广应用价值。
本申请实施例提供的预应力传递长度测量装置、电子设备及计算机可读存储介质具有与上述预应力传递长度测量方法相同的有益效果，此处不作赘述。
在本申请实施例所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的方法和装置，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。此外，在本申请每个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是每个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
此外，所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请每个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
还需要说明的是，在本文中，诸如“第一”、“第二”、“第三”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (8)

1.一种预应力传递长度测量方法，其特征在于，包括：
在放张试验构件中布置的预应力筋之前，获取多组第一测点对中每组第一测点对之间的第一初始距离，所述多组第一测点对按照所述预应力筋在所述试验构件中的布置方向设置于所述试验构件表面；
在放张所述预应力筋，并间隔目标时长之后，获取所述多组第一测点对中每组第一测点对之间的第一实时距离；
针对所述多组第一测点对中的每组第一测点对，根据所述第一测点对对应的第一初始距离和第一实时距离，计算所述试验构件在所述第一测点对之间的平均应变表征数据，以获得多个平均应变表征数据；
根据所述多个平均应变表征数据计算所述预应力筋的预应力传递长度；
其中，所述根据所述第一测点对对应的第一初始距离和第一实时距离，计算所述试验构件在所述第一测点对之间的平均应变表征数据，包括：计算所述第一测点对对应的第一初始距离与第一实时距离之间的第一距离差值；根据温度修正值对所述第一距离差值进行修正，获得距离修正结果；根据所述距离修正结果和所述第一测点对之间的第一初始距离计算所述试验构件在所述第一测点对之间的平均应变表征数据；
所述根据所述多个平均应变表征数据计算所述预应力筋的预应力传递长度，包括：将所述多个平均应变表征数据中属于恒应变段的多个第一平均应变表征数据拟合为目标水平线；将所述多个平均应变表征数据中属于应变变化段的多个第二平均应变表征数据拟合为目标斜线；根据所述目标水平线和所述目标斜线的交点位置，计算所述预应力筋的预应力传递长度。
2.根据权利要求1所述的预应力传递长度测量方法，其特征在于，针对所述多组第一测点对中任意两组相邻的第一测点对，所述两组相邻的第一测点对中后测点对的起始测点位于前测点对的起始测点和结束测点之间，所述前测点对靠近所述试验构件的第一端部，所述后测点对靠近所述试验构件的第二端部，所述第二端部和所述第一端部相对。
3.根据权利要求1所述的预应力传递长度测量方法，其特征在于，所述根据温度修正值对所述第一距离差值进行修正，获得距离修正结果之前，所述预应力传递长度测量方法还包括：
获取多组第二测点对中每组第二测点对之间的第二初始距离，所述多组第二测点对设置于对照构件表面；
间隔所述目标时长之后，获取所述多组第二测点对中每组第二测点对之间的第二实时距离；
针对所述多组第二测点对中的每组第二测点对，计算所述第二测点对对应的第二初始距离与第二实时距离之间的第二距离差值，以获得多个第二距离差值；
计算所述多个第二距离差值的第一数据均值，作为所述温度修正值。
4.根据权利要求1所述的预应力传递长度测量方法，其特征在于，所述将所述多个平均应变表征数据中属于恒应变段的多个第一平均应变表征数据拟合为目标水平线，包括：
计算所述多个第一平均应变表征数据的第二数据均值和数据方差；
根据所述第二数据均值、所述数据方差和预设置信度计算置信区间；
基于所述置信区间将所述多个第一平均应变表征数据中包括的第一异常数据剔除，获得多个有效数据；
计算所述多个有效数据的第三数据均值；
在二维坐标系中绘制与所述二维坐标系中第一坐标轴平行，且与所述二维坐标系中第二坐标轴对应的坐标值为所述第三数据均值的直线，作为所述目标水平线，所述第一坐标轴的坐标值用于表征所述多组第一测点对中每组第一测点对相对于所述试验构件第一端部的直线距离，所述第二坐标轴的坐标值用于表征所述试验构件在所述多组第一测点对中每组第一测点之间的平均应变表征数据。
5.根据权利要求1所述的预应力传递长度测量方法，其特征在于，所述将所述多个平均应变表征数据中属于应变变化段的多个第二平均应变表征数据拟合为目标斜线，包括：
根据划分所述恒应变段和所述应变变化段的最优转折数据从所述多个第二平均应变表征数据中筛选出多个待拟合数据；
若所述多个待拟合数据中存在第二异常数据，则通过加权平均算法对所述第二异常数据进行修正，获得修正数据，并通过所述修正数据替换所述第二异常数据，以更新所述多个待拟合数据；
通过最小二乘法将所述多个待拟合数据拟合为所述目标斜线。
6.一种预应力传递长度测量装置，其特征在于，包括：
第一距离获取模块，用于在放张试验构件中布置的预应力筋之前，获取多组第一测点对中每组第一测点对之间的第一初始距离，所述多组第一测点对按照所述预应力筋在所述试验构件中的布置方向设置于所述试验构件表面；
第二距离获取模块，用于在放张所述预应力筋，并间隔目标时长之后，获取所述多组第一测点对中每组第一测点对之间的第一实时距离；
平均应变计算模块，用于针对所述多组第一测点对中的每组第一测点对，根据所述第一测点对对应的第一初始距离和第一实时距离，计算所述试验构件在所述第一测点对之间的平均应变表征数据，以获得多个平均应变表征数据；所述平均应变计算模块具体用于计算所述第一测点对对应的第一初始距离与第一实时距离之间的第一距离差值；根据温度修正值对所述第一距离差值进行修正，获得距离修正结果；根据所述距离修正结果和所述第一测点对之间的第一初始距离计算所述试验构件在所述第一测点对之间的平均应变表征数据；
传递长度计算模块，用于根据所述多个平均应变表征数据计算所述预应力筋的预应力传递长度；所述传递长度计算模块具体用于将所述多个平均应变表征数据中属于恒应变段的多个第一平均应变表征数据拟合为目标水平线；将所述多个平均应变表征数据中属于应变变化段的多个第二平均应变表征数据拟合为目标斜线；根据所述目标水平线和所述目标斜线的交点位置，计算所述预应力筋的预应力传递长度。
7.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序，以实现权利要求1～5中任意一项所述的预应力传递长度测量方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现权利要求1～5中任意一项所述的预应力传递长度测量方法。
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