CN116933354A - 一种大件运输车通行桥梁承载能力评估方法 - Google Patents
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Abstract
一种大件运输车通行桥梁承载能力评估方法，涉及桥梁承载能力评估领域。在该方法中，获取桥梁的基本信息和桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果；桥梁的基本信息包括：桥梁结构类型和车道数；基于桥梁的基本信息建立桥梁结构的有限元模型；基于桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果对有限元模型进行修正，得到最不利荷载作用下的理论挠度值；基于预设的第一方式确定桥梁结构挠度的影响线；获取大件运输车在桥梁结构挠度的影响线上加载时桥梁产生的第一挠度值；基于理论挠度值与第一挠度值，对桥梁承载能力进行评估。实施本申请提供的技术方案，可以根据桥梁实际状况与桥梁的真实受力状态，准确且快速地评估桥梁的承载能力。
Description
技术领域
本申请涉及桥梁承载能力评估技术领域，具体涉及一种大件运输车通行桥梁承载能力评估方法。
背景技术
随着我国经济建设的快速发展，大件运输数量也在迅速的增长。因此大件运输路线上桥梁安全评估问题愈来愈突出。
现如今通常采用活载效应检算的方法对大件运输车通过桥梁的承载能力进行评估，评估方法中所需的数据难以考虑运营桥梁的现状。由于桥梁实际状况与设计状况存在一定程度差异，再加上桥梁结构性能的退化以及技术状况不同，桥梁检算建立的桥梁结构有限元模型与桥梁真实受力状态存在偏差，导致评估结果会出现偏差。
因此，发明人认为亟需一种大件运输车通行桥梁承载能力评估方法。
发明内容
本申请提供了一种大件运输车通行桥梁承载能力评估方法，可以根据桥梁实际状况与桥梁的真实受力状态，准确地评估桥梁的承载能力。
第一方面，本申请提供了一种大件运输车通行桥梁承载能力评估方法，所述方法包括：获取桥梁的基本信息和桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果；所述桥梁的基本信息包括：桥梁结构类型和车道数；基于所述桥梁的基本信息建立桥梁结构的有限元模型；基于所述桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果对所述有限元模型进行修正，得到最不利荷载作用下的理论挠度值；基于预设的第一方式确定桥梁结构挠度的影响线；获取大件运输车在桥梁结构挠度的影响线上加载时桥梁产生的第一挠度值；基于所述理论挠度值与所述第一挠度值，对桥梁承载能力进行评估。
通过采用上述技术方案，通过桥梁的基本信息建立桥梁结构的有限元模型，可以灵活地计算求解桥梁问题，通过有限元模型真实地反映出桥梁结构的受力状态和工作性能；基于桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果对有限元模型进行修正，可以使通过有限元模型求得的最不利荷载作用下的理论挠度值更加精准；基于预设的第一方式确定桥梁结构挠度的影响线，并获取大件运输车在桥梁结构挠度的影响线上加载时桥梁产生的第一挠度值可以准确地获取大件运输车在通过桥梁时，桥梁的实际挠度值；再将理论挠度值与第一挠度值进行对比，可以精准且快速地对桥梁承载能力进行评估。
可选的，所述测试结果包括桥梁结构挠度影响线的所有测点；所述获取桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果，方法具体包括：基于所述桥梁结构类型和所述车道数，获取桥梁结构挠度影响线的所有测点；所述所有测点包括车辆通行时桥梁构件受力最不利的所有测点。
通过采用上述技术方案，由于不同结构类型的桥梁的构件受力并不相同，因此基于桥梁结构类型和车道数，获取桥梁结构挠度影响线的所有测点，可以使获取的桥梁结构挠度影响线更加精准。
可选的，所述基于所述桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果对所述有限元模型进行修正，得到最不利荷载作用下的理论挠度值，方法具体包括：获取桥梁构件的尺寸和材料特性的检测结果；基于所述桥梁构件的尺寸和所述材料特性的检测结果对所述有限元模型中的有限元尺寸和材料特性进行修正；基于所述桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果对所述有限元模型中的桥梁横向联系相关参数进行修正；以修正后的有限元模型作为计算模型，根据以下公式确定最不利荷载作用下的理论挠度值；其中，Sfd为作用频遇组合的效应设计值，即最不利荷载作用下的理论挠度值；Gik为第i个永久作用的标准值和设计值；Ψf1为汽车荷载(不计汽车冲击力)频遇值系数；Q1k为第1个永久作用的标准值和设计值；Ψqj为可变作用的准永久值系数；Qjk为第j个可变作用的标准值和设计值；S()为作用组合的效应函数。
通过采用上述技术方案，通过桥梁构件的尺寸、材料特性对有限元模型进行修正，可以使有限元模型更加吻合桥梁结构的实际受力状态。并通过修正后的有限元模型计算最不利荷载作用下的理论挠度值，可以得到更加准确的桥梁的极限挠度值。
可选的，所述基于预设的第一方式确定桥梁结构挠度的影响线，方法具体包括：获取在预设条件下所有布置在所述测点的测试装置的检测信息；基于所述检测信息得到桥梁的动挠度时程曲线；基于所述动挠度时程曲线，提取桥梁结构挠度的影响线。
可选的，所述基于所述动挠度时程曲线，提取桥梁结构挠度的影响线，方法具体包括：采用数值分析的方法对所述动挠度时程曲线进行不同频率信号分离，得到准静态挠度曲线；根据虚功原理对所述准静态挠度曲线进行计算，得到单位力作用下所述桥梁结构挠度的影响线。
可选的，所述根据虚功原理对所述准静态挠度曲线进行计算，得到单位力作用下所述桥梁结构挠度的影响线，方法具体包括：通过以下公式确定桥梁结构挠度的影响线：其中P1～P3为所述预设条件下测试车的轴重；由有限元模型通过在跨中施加单位力得到的桥梁结构挠度曲线；Δ1和Δ2为所述预设条件下测试车的轴距。
可选的，所述获取大件运输车在桥梁结构挠度的影响线上加载时桥梁产生的第一挠度值，方法具体包括：获取大件运输车各车轴的轴重Mi，其中i∈[I,n],n为大件运输车车轴的数量；获取第二挠度值yi；通过以下公式确定所述第一挠度值y：y＝y1M1+y2M2+…+ynMn其中所述第二挠度值yi为大件运输车各车轴对桥梁施加作用力得到的挠度值。
通过采用上述技术方案，由于大件运输车的车轴较多，因此通过大件运输车各车轴的轴重和大件运输车各车轴对桥梁施加作用力得到的挠度值，计算获取大件运输车在桥梁结构挠度的影响线上加载时桥梁产生的实际挠度值，可以更加符合桥梁的实际受力状态，因此得到更加准确的实际挠度值。
可选的，所述基于所述理论挠度值与所述第一挠度值，对桥梁承载能力进行评估，方法具体包括：当所述第一挠度值小于所述理论挠度值时，确定当前大件运输车通行时桥梁承载能力正常；当所述第一挠度值不小于所述理论挠度值时，确定当前大件运输车通行时桥梁承载能力存在异常。
通过采用上述技术方案，通过判断实际挠度值是否小于理论的最大挠度值，可以精准且快速地判断大件运输车是否能通过当前桥梁，避免梁造成损坏甚至桥梁垮塌。
在本申请的第二方面提供了一种大件运输车通行桥梁承载能力评估系统，所述系统包括：获取模块、模型建立模块、模型修正模块、处理模块以及评估模块；所述获取模块，用于获取桥梁的基本信息和桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果；所述模型建立模块，用于基于所述桥梁的基本信息建立桥梁结构的有限元模型；所述模型修正模块，用于基于所述桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果对所述有限元模型进行修正，得到最不利荷载作用下的理论挠度值；所述处理模块，用于基于预设的第一方式确定桥梁结构挠度的影响线；所述获取模块，还用于获取大件运输车在桥梁结构挠度的影响线上加载时桥梁产生的第一挠度值；所述评估模块，用于基于所述理论挠度值与所述第一挠度值，对桥梁承载能力进行评估。
在本申请的第三方面提供了一种电子设备，包括处理器、存储器、用户接口及网络接口，所述存储器用于存储指令，所述用户接口和网络接口用于给其他设备通信，所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使所述电子设备执行如本申请第一方面任意一项所述的方法。
在本申请的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有能够被处理器加载并执行如本申请第一方面任意一项所述的方法的计算机程序。
综上所述，本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1.通过桥梁的基本信息建立桥梁结构的有限元模型，可以灵活地计算求解桥梁问题，通过有限元模型真实地反映出桥梁结构的受力状态和工作性能；基于桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果对有限元模型进行修正，可以使通过有限元模型求得的最不利荷载作用下的理论挠度值更加精准；基于预设的第一方式确定桥梁结构挠度的影响线，并获取大件运输车在桥梁结构挠度的影响线上加载时桥梁产生的第一挠度值可以准确地获取大件运输车在通过桥梁时，桥梁的实际挠度值；再将理论挠度值与第一挠度值进行对比，可以精准且快速地对桥梁承载能力进行评估；
2.通过桥梁构件的尺寸、材料特性对有限元模型进行修正，可以使有限元模型更加吻合桥梁结构的实际受力状态。并通过修正后的有限元模型计算最不利荷载作用下的理论挠度值，可以得到更加准确的桥梁的极限挠度值；
3.由于大件运输车的车轴较多，因此通过大件运输车各车轴的轴重和大件运输车各车轴对桥梁施加作用力得到的挠度值，计算获取大件运输车在桥梁结构挠度的影响线上加载时桥梁产生的实际挠度值，可以更加符合桥梁的实际受力状态，因此得到更加准确的实际挠度值。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种大件运输车通行桥梁承载能力评估方法的流程示意图；
图2是本申请实施例提供的一种简支梁单个测点的桥梁挠度挠度时程曲线图；
图3是本申请实施例提供的一种单位力作用下桥梁结构挠度的影响线示意图；
图4是本申请实施例提供的一种大件运输车在桥梁结构挠度的影响线上加载的计算示意图；
图5是本申请实施例公开的一种大件运输车通行桥梁承载能力评估系统的结构示意图；
图6是本申请实施例公开的一种电子设备的结构示意图。
附图标记说明：1、获取模块；2、模型建立模块；3、模型修正模块；4、处理模块；5、评估模块；600、电子设备；601、处理器；602、通信总线；603、用户接口；604、网络接口；605、存储器。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本申请实施例的描述中，“例如”或者“举例来说”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“例如”或者“举例来说”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“例如”或者“举例来说”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个系统是指两个或两个以上的系统，多个屏幕终端是指两个或两个以上的屏幕终端。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
本申请提供的技术方案可以应用于大件运输车通行桥梁时的场景中。在《公路桥涵设计通用规范》中指出，公路桥涵应根据不同种类的作用及其对桥涵的影响桥涵所处的环境条件考虑以下四种设计状况进行极限状态设计：1.持久状况应进行承载极限状态和正常使用极限状态设计。2.短暂状况应作承载能力极限状态设计，可根据需要进行正常使用极限状态设计。3.偶然状况应作承载能力极限状态设计。4.地震状况应作承载能力极限状态设计。在本申请中，对桥梁的承载能力精准评估即评估桥梁在持久状况下承载的极限重量。
本申请提供了一种大件运输车通行桥梁承载能力评估方法，参照图1，其示出了本申请实施例提供的一种大件运输车通行桥梁承载能力评估方法的流程示意图。该方法包括步骤S101-S106，上述步骤如下：
步骤S101：获取桥梁的基本信息和桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果。
在上述步骤S101中，服务器获取桥梁的基本信息和桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果。
具体来说，在本技术方案中，桥梁的基本信息包括但不限于桥梁结构类型和车道数。挠度是指受力或非均匀温度变化时，杆件轴线在垂直于轴线方向的线位移或板壳中面在垂直于中面方向的线位移。桥梁结构挠度是指当桥梁弯曲变形时，横截面中心沿轴线垂直方向的线位移。物体上每个点的偏转函数或位移函数随位置和时间而变化。挠度与荷载大小、构件截面尺寸和构件材料物理性能有关。影响线是指当结构上作用有与杆件主轴正交的，沿结构跨度移动的单位集中荷载(P＝1)时，用以表示确定的截面或位置上某一特定的受力效果(内力、位移或支座反力)的变化规律的函数图形(曲线)，称为该结构在荷载作用下某一截面特定受力效果的影响线，简称为影响线。
在一种可能的实施方式中，在步骤S101中，桥梁的基本信息包括：桥梁结构类型和车道数；获取桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果具体包括如下步骤：
基于桥梁结构类型和车道数，获取桥梁结构挠度影响线的所有测点；所有测点包括车辆通行时桥梁构件受力最不利的所有测点。
在上述步骤中，服务器基于桥梁结构类型和车道数，获取桥梁结构挠度影响线的所有测点。
具体来说，在本技术方案中，测试结果包括桥梁结构挠度影响线的所有测点。桥梁结构类型可分为梁式桥、拱式桥以及悬索桥。车道数即桥梁道路上用实线划分出的车道数量。工程人员通过移动终端手动选择的桥梁结构以及车道数，服务器再获取到当前评估桥梁的结构类型和车道数。由于桥梁的结构类型不同，则桥梁的受力情况不同，其中梁式桥以受弯为主，拱式桥以受压为主，悬索桥以受拉为主。因此不同结构类型的桥梁的构件受力并不相同，桥梁结构挠度影响线测试方案也不同，服务器将根据桥梁结构类型和车道数确定桥梁结构挠度影响线的所有测点，其中包括车辆通行时桥梁构件受力最不利的所有测点。
步骤S102：基于桥梁的基本信息建立桥梁结构的有限元模型。
在上述步骤S102中，服务器基于桥梁的基本信息建立桥梁结构的有限元模型。
具体来说，有限元模型是指把计算域划分为有限个互不重叠的单元，在每个单元内，选择一些合适的节点作为求解函数的插值点，单元上所作用的力等效到节点上，将微分方程中的变量改写成由各变量或其导数的节点值与所选用的插值函数组成的线性表达式，借助于变分原理或加权余量法，将微分方程离散求解。
在本技术方案中，服务器将根据桥梁的主梁长度、截面尺寸、材料特性、约束条件等信息构建有限元模型。如对于简支梁空心板梁桥建立有限元模型，需要对梁单元进行节点、单元划分，从节点、单元开始建模，梁单元截面按照板梁截面进行输入，并将材料特性(如弹性模量、混凝土设计强度、泊松比等)赋予梁单元。空心板间可采用虚梁单元进行模拟，单元采用铰接连接方式，并在梁端添加约束条件。桥梁的主梁长度、截面尺寸、材料特性、约束条件等信息可从桥梁的设计及竣工资料中获得。
步骤S103：基于桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果对有限元模型进行修正，得到最不利荷载作用下的理论挠度值。
在上述步骤S103中，服务器基于桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果对有限元模型进行修正，得到最不利荷载作用下的理论挠度值。
在一种可能的实施方式中，步骤S103具体包括如下步骤：
获取桥梁构件的尺寸和材料特性的检测结果。
在上述步骤中，服务器获取桥梁构件的尺寸和材料特性的检测结果。
具体来说，在本技术方案中，桥梁构件包括桥跨结构(或称桥孔结构、上部结构)、支座系统、桥墩、桥台、墩台基础等；工程人员将通过专业测量工具对桥梁构件的尺寸进行测量。桥梁材料包括石头，木材、钢材、混凝土、特殊元素如铝及其合金和某些类型的塑料等。这些材料具有不同的强度、可加工性，耐用性以及抗腐蚀性等品质。
基于桥梁构件的尺寸和材料特性的检测结果对有限元模型中的有限元尺寸和材料特性进行修正。
在上述步骤中，服务器基于桥梁构件的尺寸和材料特性的检测结果对有限元模型中的有限元尺寸和材料特性进行修正。
具体来说，在本技术方案中，由于桥梁构件的实际尺寸与设计尺寸可能存在差别，因此根据设计尺寸构建的有限元模型会存在误差。通过桥梁构件的尺寸对有限元模型中的有限元尺寸进行修正，例如简支空心板梁可以通过测量实际尺寸来修正梁单元截面尺寸。材料特性修正可以基于现场结构材质特性检测结果如弹性模量、混凝土强度等，来调整有限元模型中材料特性的参数。通过桥梁构件的尺寸、材料特性对有限元模型进行修正，可以使有限元模型更加吻合桥梁结构的实际受力状态。
基于桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果对有限元模型中的桥梁横向联系相关参数进行修正。
在上述步骤中，服务器基于桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果对有限元模型中的桥梁横向联系相关参数进行修正。
具体来说，在本技术方案中，基于桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果的修正方法是根据桥梁结构挠度影响线的横向分布情况来调整有限元模型中的相关参数。例如简支空心板梁，可以通过调整有限元模型中板间虚梁约束的系数，使有限元模型在加载车测试条件下横向分布与实测分布一致。
以修正后的有限元模型作为计算模型，根据以下公式
确定最不利荷载作用下的理论挠度值；其中，Sfd为作用频遇组合的效应设计值，即最不利荷载作用下的理论挠度值；Gik为第i个永久作用的标准值和设计值；Ψf1为汽车荷载(不计汽车冲击力)频遇值系数，优选值取0.7；Q1k为第1个永久作用的标准值和设计值；Ψqj为可变作用的准永久值系数；Qjk为第j个可变作用的标准值和设计值；S()为作用组合的效应函数。
步骤S104：基于预设的第一方式确定桥梁结构挠度的影响线。
在上述步骤S104中，服务器基于预设的第一方式确定桥梁结构挠度的影响线。
在一种可能的实施方式中，步骤S104具体包括如下步骤：
获取在预设条件下所有布置在测点的测试装置的检测信息。
在上述步骤中，服务器获取在预设条件下所有布置在测点的测试装置的检测信息。
具体来说，在本技术方案中，预设条件即测试车通过待评估桥梁。测试装置优选采用角反射器通过毫米波雷达进行测试，或者采用无线分布式毫米波雷达测试系统进行测试。两种测试方法的选择应根据现场测试条件、测点位置等来确定。
基于检测信息得到桥梁的动挠度时程曲线。
在上述步骤中，服务器基于检测信息得到桥梁的动挠度时程曲线。
具体来说，在本技术方案中，采用毫米波雷达测试时可以采用单台或多台雷达设备进行测试，各测点应保持同步采集，为保证测试得到的动挠度时程曲线的精度，采样频率不应小于桥梁基频的10倍。
基于动挠度时程曲线，提取桥梁结构挠度的影响线。
在上述步骤中，服务器基于动挠度时程曲线，提取桥梁结构挠度的影响线。
在一种可能的实施方式中，步骤基于动挠度时程曲线，提取桥梁结构挠度的影响线具体包括如下步骤：
采用数值分析的方法对动挠度时程曲线进行不同频率信号分离，得到准静态挠度曲线。
在上述步骤中，服务器采用数值分析的方法对动挠度时程曲线进行不同频率信号分离，得到准静态挠度曲线。
具体来说，在本技术方案中，采用数值分析的方法对动挠度时程曲线处理时可以采用多项式拟合方法，得到静荷载产生的与动荷载数值相等不含高频振动的准静态挠度曲线。
根据虚功原理对准静态挠度曲线进行计算，得到单位力作用下桥梁结构挠度的影响线。
在上述步骤中，服务器将根据虚功原理对准静态挠度曲线进行计算，得到单位力作用下桥梁结构挠度的影响线。
具体来说，在本技术方案中，桥梁结构挠度的影响线提取时利用力与位移互等原理，将测试车辆多轴作用下挠度转换成单位力作用下桥梁结构挠度的影响线。参照图2，其示出了本申请实施例提供的一种简支梁单个测点的桥梁挠度挠度时程曲线图。桥梁结构挠度的影响线曲线图应转化成以桥长的跨径作为横坐标，其单位为m；以单位力作用下的挠度影响线作为竖坐标，其单位为mm/KN。
在一种可能的实施方式中，步骤根据虚功原理对准静态挠度曲线进行计算，得到单位力作用下桥梁结构挠度的影响线具体包括如下步骤：
通过以下公式确定桥梁结构挠度的影响线：
其中P1～P3为预设条件下测试车的轴重；/>由有限元模型通过在跨中施加单位力得到的桥梁结构挠度曲线；Δ1和Δ2为预设条件下测试车的轴距。
具体来说，在本技术方案中，参照图3，其示出了本申请实施例提供的一种单位力作用下桥梁结构挠度的影响线示意图。
获取大件运输车在桥梁结构挠度的影响线上加载时桥梁产生的第一挠度值。
在上述步骤中，服务器获取大件运输车在桥梁结构挠度的影响线上加载时桥梁产生的第一挠度值。
具体来说，在本技术方案中，第一挠度值即大件运输车在桥梁结构挠度的影响线上加载时，桥梁产生的实际挠度值。
在一种可能的实施方式中，步骤S105具体包括如下步骤：
获取大件运输车各车轴的轴重Mi，其中i∈[1,n]，n为大件运输车车轴的数量。
在上述步骤中，服务器获取大件运输车各车轴的轴重。
具体来说，轴重也叫轴荷，轴重指的是每根车轴允许分摊的最大整车重量。在本技术方案中，服务器将根据而机动车轴重仪检测大件运输车各车轴的轴重。
获取第二挠度值yi。
在上述步骤中，服务器将获取第二挠度值。
具体来说，在本技术方案中，第二挠度值为大件运输车各车轴对桥梁施加作用力得到的挠度值。大件运输车在桥梁结构挠度的影响线上加载时，应针对大件运输车通行时车道进行加载，分别计算各受力构件的挠度值。
通过以下公式确定第一挠度值y：y＝y1M1+y2M2+…+ynMn其中第二挠度值yi为大件运输车各车轴对桥梁施加作用力得到的挠度值。
具体来说，在本技术方案中，参照图4，其示出了本申请实施例提供的一种大件运输车在桥梁结构挠度的影响线上加载的计算示意图。
基于理论挠度值与第一挠度值，对桥梁承载能力进行评估。
在上述步骤中，服务器将基于理论挠度值与第一挠度值，对桥梁承载能力进行评估。
在一种可能的实施方式中，步骤S106具体包括如下步骤：
当第一挠度值小于理论挠度值时，确定当前大件运输车通行时桥梁承载能力正常。
在上述步骤中，服务器判断当第一挠度值小于理论挠度值时，确定当前大件运输车通行时桥梁承载能力正常。
具体来说，在本技术方案中，服务器判断当第一挠度值小于理论挠度值时，即确定当前大件运输车可以通过当前桥梁。
当第一挠度值不小于理论挠度值时，确定当前大件运输车通行时桥梁承载能力存在异常。
在上述步骤中，服务器判断当第一挠度值大于或等于理论挠度值时，确定当前大件运输车通行时桥梁承载能力存在异常。
具体来说，在本技术方案中，服务器判断当第一挠度值大于或等于理论挠度值时，即确定当前大件运输车不可以通过当前桥梁，通行可能对桥梁造成损坏甚至桥梁垮塌。
参照图5，本申请还提供了一种大件运输车通行桥梁承载能力评估系统，系统包括：获取模块1、模型建立模块2、模型修正模块3、处理模块4以及评估模块5；获取模块1，用于获取桥梁的基本信息和桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果；模型建立模块2，用于基于桥梁的基本信息建立桥梁结构的有限元模型；模型修正模块3，用于基于桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果对有限元模型进行修正，得到最不利荷载作用下的理论挠度值；处理模块4，用于基于预设的第一方式确定桥梁结构挠度的影响线；获取模块1，还用于获取大件运输车在桥梁结构挠度的影响线上加载时桥梁产生的第一挠度值；评估模块5，用于基于理论挠度值与第一挠度值，对桥梁承载能力进行评估。
在一种可能的实施方式中，获取模块1还用于基于桥梁结构类型和车道数，获取桥梁结构挠度影响线的所有测点。
在一种可能的实施方式中，获取模块1还用于获取桥梁构件的尺寸和材料特性的检测结果；模型修正模块3还用于基于桥梁构件的尺寸和材料特性的检测结果对有限元模型中的有限元尺寸和材料特性进行修正；基于桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果对有限元模型中的桥梁横向联系相关参数进行修正；处理模块4还用于以修正后的有限元模型作为计算模型，根据以下公式确定最不利荷载作用下的理论挠度值；其中，Sfd为作用频遇组合的效应设计值，即最不利荷载作用下的理论挠度值；Gik为第i个永久作用的标准值和设计值；Ψf1为汽车荷载(不计汽车冲击力)频遇值系数；Q1k为第1个永久作用的标准值和设计值；Ψqj为可变作用的准永久值系数；Qjk为第j个可变作用的标准值和设计值；S()为作用组合的效应函数。
在一种可能的实施方式中，获取模块1还用于获取在预设条件下所有布置在测点的测试装置的检测信息；处理模块4还用于基于检测信息得到桥梁的动挠度时程曲线；还用于基于动挠度时程曲线，提取桥梁结构挠度的影响线。
在一种可能的实施方式中，处理模块4还用于采用数值分析的方法对动挠度时程曲线进行不同频率信号分离，得到准静态挠度曲线；还用于根据虚功原理对准静态挠度曲线进行计算，得到单位力作用下桥梁结构挠度的影响线。
在一种可能的实施方式中，处理模块4还用于通过以下公式确定桥梁结构挠度的影响线结构挠度的影响线：其中P1～P3为预设的第一方案中测试车的轴重；/>由有限元模型通过在跨中施加单位力得到的桥梁结构挠度曲线；Δ1和Δ2为预设的第一方案中测试车的轴距。
在一种可能的实施方式中，获取模块1还用于获取第二挠度值yi；处理模块4还用于通过以下公式确定第一挠度值y：y＝y1M1+y2M2+…+ynMn；其中第二挠度值yi为大件运输车各车轴对桥梁施加作用力得到的挠度值。
在一种可能的实施方式中，评估模块5还用于判断当第一挠度值小于理论挠度值时，确定当前大件运输车通行时桥梁承载能力正常；还用于判断当第一挠度值不小于理论挠度值时，确定当前大件运输车通行时桥梁承载能力存在异常。
需要说明的是：上述实施例提供的装置在实现其功能时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的装置和方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
本申请还公开一种电子设备。参照图6，图6是本申请实施例的公开的一种电子设备的结构示意图。该电子设备600可以包括：至少一个处理器601，至少一个网络接口604，用户接口603，存储器605，至少一个通信总线602。
其中，通信总线602用于实现这些组件之间的连接通信。
其中，用户接口603可以包括显示屏(Display)、摄像头(Camera)，可选用户接口603还可以包括标准的有线接口、无线接口。
其中，网络接口604可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。
其中，处理器601可以包括一个或者多个处理核心。处理器601利用各种接口和线路连接整个服务器内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器605内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器605内的数据，执行服务器的各种功能和处理数据。可选的，处理器601可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable LogicArray，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器601可集成中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、图像处理器(Graphics Processing Unit，GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器601中，单独通过一块芯片进行实现。
其中，存储器605可以包括随机存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储器(Read-Only Memory)。可选的，该存储器605包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。存储器605可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器605可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现上述各个方法实施例的指令等；存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及的数据等。存储器605可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器601的存储装置。参照图6，作为一种计算机存储介质的存储器605中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及一种应用程序。
在图6所示的电子设备600中，用户接口603主要用于为用户提供输入的接口，获取用户输入的数据；而处理器601可以用于调用存储器605中存储一种应用程序，当由一个或多个处理器601执行时，使得电子设备600执行如上述实施例中一个或多个的方法。需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必需的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几种实施方式中，应该理解到，所披露的装置，可通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些服务接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其他的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元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器中。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全部或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器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践真理的公开后，将容易想到本公开的其他实施方案。
本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。
Claims (10)
1.一种大件运输车通行桥梁承载能力评估方法，其特征在于，所述方法包括：
获取桥梁的基本信息和桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果；所述桥梁的基本信息包括：桥梁结构类型和车道数；
基于所述桥梁的基本信息建立桥梁结构的有限元模型；
基于所述桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果对所述有限元模型进行修正，得到最不利荷载作用下的理论挠度值；
基于预设的第一方式确定桥梁结构挠度的影响线；
获取大件运输车在桥梁结构挠度的影响线上加载时桥梁产生的第一挠度值；
基于所述理论挠度值与所述第一挠度值，对桥梁承载能力进行评估。
2.根据权利要求1所述的一种大件运输车通行桥梁承载能力评估方法，其特征在于，所述测试结果包括桥梁结构挠度影响线的所有测点；所述获取桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果，方法具体包括：
基于所述桥梁结构类型和所述车道数，获取桥梁结构挠度影响线的所有测点；所述所有测点包括车辆通行时桥梁构件受力最不利的所有测点。
3.根据权利要求1所述的一种大件运输车通行桥梁承载能力评估方法，其特征在于，所述基于所述桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果对所述有限元模型进行修正，得到最不利荷载作用下的理论挠度值，方法具体包括：
获取桥梁构件的尺寸和材料特性的检测结果；
基于所述桥梁构件的尺寸和所述材料特性的检测结果对所述有限元模型中的有限元尺寸和材料特性进行修正；
基于所述桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果对所述有限元模型中的桥梁横向联系相关参数进行修正；
以修正后的有限元模型作为计算模型，根据以下公式
确定最不利荷载作用下的理论挠度值；其中，Sfd为作用频遇组合的效应设计值，即最不利荷载作用下的理论挠度值；Gik为第i个永久作用的标准值和设计值；Ψf1为汽车荷载(不计汽车冲击力)频遇值系数；Q1k为第1个永久作用的标准值和设计值；Ψqj为可变作用的准永久值系数；Qjk为第j个可变作用的标准值和设计值；S()为作用组合的效应函数。
4.根据权利要求2所述的一种大件运输车通行桥梁承载能力评估方法，其特征在于，所述基于预设的第一方式确定桥梁结构挠度的影响线，方法具体包括：
获取在预设条件下所有布置在所述测点的测试装置的检测信息；
基于所述检测信息得到桥梁的动挠度时程曲线；
基于所述动挠度时程曲线，提取桥梁结构挠度的影响线。
5.根据权利要求4所述的一种大件运输车通行桥梁承载能力评估方法，其特征在于，所述基于所述动挠度时程曲线，提取桥梁结构挠度的影响线，方法具体包括：
采用数值分析的方法对所述动挠度时程曲线进行不同频率信号分离，得到准静态挠度曲线；
根据虚功原理对所述准静态挠度曲线进行计算，得到单位力作用下所述桥梁结构挠度的影响线。
6.根据权利要求5所述的一种大件运输车通行桥梁承载能力评估方法，其特征在于，所述根据虚功原理对所述准静态挠度曲线进行计算，得到单位力作用下所述桥梁结构挠度的影响线，方法具体包括：
通过以下公式确定桥梁结构挠度的影响线：
其中P1～P3为所述预设条件下测试车的轴重；由有限元模型通过在跨中施加单位力得到的桥梁结构挠度曲线；Δ1和Δ2为所述预设条件下测试车的轴距。
7.根据权利要求1所述的一种大件运输车通行桥梁承载能力评估方法，其特征在于，所述获取大件运输车在桥梁结构挠度的影响线上加载时桥梁产生的第一挠度值，方法具体包括：
获取大件运输车各车轴的轴重Mi，其中i∈[1，n]，n为大件运输车车轴的数量；
获取第二挠度值yi；
通过以下公式确定所述第一挠度值y：
y＝y1M1+y2M2+…+ynMn
其中所述第二挠度值yi为大件运输车各车轴对桥梁施加作用力得到的挠度值。
8.根据权利要求1所述的一种大件运输车通行桥梁承载能力评估方法，其特征在于，所述基于所述理论挠度值与所述第一挠度值，对桥梁承载能力进行快速评估，方法具体包括：
当所述第一挠度值小于所述理论挠度值时，确定当前大件运输车通行时桥梁承载能力正常；当所述第一挠度值不小于所述理论挠度值时，确定当前大件运输车通行时桥梁承载能力存在异常。
9.一种大件运输车通行桥梁承载能力评估系统，其特征在于，所述系统包括：获取模块(1)、模型建立模块(2)、模型修正模块(3)、处理模块(4)以及评估模块(5)；
所述获取模块(1)，用于获取桥梁的基本信息和桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果；
所述模型建立模块(2)，用于基于所述桥梁的基本信息建立桥梁结构的有限元模型；
所述模型修正模块(3)，用于基于所述桥梁结构挠度影响线测试方案的测试结果对所述有限元模型进行修正，得到最不利荷载作用下的理论挠度值；
所述处理模块(4)，用于基于预设的第一方式确定桥梁结构挠度的影响线；
所述获取模块(1)，还用于获取大件运输车在桥梁结构挠度的影响线上加载时桥梁产生的第一挠度值；
所述评估模块(5)，用于基于所述理论挠度值与所述第一挠度值，对桥梁承载能力进行评估。
10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器(601)、存储器(605)、用户接口(603)及网络接口(604)，所述存储器(605)用于存储指令，所述用户接口(603)和网络接口(604)用于给其他设备通信，所述处理器(601)用于执行所述存储器(605)中存储的指令，以使所述电子设备(600)执行如权利要求1-8任意一项所述的方法。
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|---|---|---|---|
| CN202310430295.5A CN116933354A (zh) | 2023-04-20 | 2023-04-20 | 一种大件运输车通行桥梁承载能力评估方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117272689A (zh) * | 2023-11-20 | 2023-12-22 | 湖南省交通科学研究院有限公司 | 一种架桥机架梁侧翻风险评估方法、系统及存储介质 |
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2023
- 2023-04-20 CN CN202310430295.5A patent/CN116933354A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117272689A (zh) * | 2023-11-20 | 2023-12-22 | 湖南省交通科学研究院有限公司 | 一种架桥机架梁侧翻风险评估方法、系统及存储介质 |
| CN117272689B (zh) * | 2023-11-20 | 2024-02-06 | 湖南省交通科学研究院有限公司 | 一种架桥机架梁侧翻风险评估方法、系统及存储介质 |
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