公路橋梁支座及伸縮裝置的豎向抗沖擊服役性能評定方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于公路橋梁檢測領域，涉及公路橋梁支座及伸縮裝置服役性能檢測。
【背景技術】
[0002] 公路橋梁支座及伸縮裝置是公路橋梁中的重要構造物，通常要求養(yǎng)護部門對其進 行周期性檢查，并依檢查結果進行技術狀況評定。
[0003] 營運條件下，公路橋梁隨著服役期的延長，不可避免存在一些劣化或病害，伸縮裝 置劣化主要表現(xiàn)為伸縮縫相對錯位；在錯位伸縮縫與行車耦合激勵下，可致行車及梁體振 動響應；若錯位差過大，既影響行車安全也影響橋梁結構的安全及耐久性。
[0004] 長期以來，公路橋梁支座及伸縮裝置的定期檢查，主要是采用人工檢查的方法，存 在以下問題：1、檢查內容中定性檢查內容多定量檢測內容少；2、檢查勞動強度大，高空作 業(yè)且作業(yè)空間??；3、檢查效率低且檢測質量不穩(wěn)定，早期病害檢出率低4、人工檢測時會影 響路面行車及人工記錄檢測內容欠規(guī)范、完整。
[0005] 因此，需要一種新的公路橋梁支座及伸縮裝置服役性能檢查評定方法，提升檢查 評定的可靠性及效率。

【發(fā)明內容】

[0006] 技術問題：本發(fā)明目的在于提供一種可以提升病害早期檢查評定的效率和可靠 性，作為常規(guī)人工檢測手段的重要補充的公路橋梁支座及伸縮裝置的豎向抗沖擊服役性能 評定方法。
[0007] 技術方案：本發(fā)明的公路橋梁支座及伸縮裝置的豎向抗沖擊服役性能評定方法， 包括如下步驟：
[0008] S1 :獲得被評定對象的詳細資料
[0009] 搜集被評定對象的基本信息、設計沖擊系數(shù)、檢測初值、歷次檢修或維修報告；
[0010] S2 :測定豎向抗沖擊性能
[0011] 采集被評定對象的豎向加速度響應曲線，多次確定豎向加速度峰值gYp，并求得豎 向加速度峰值的平均值，進而確定被評定對象的豎向抗沖擊性能J Y并劃分豎向抗沖擊性 能評定等級；
[0012] S3 :判斷是否免于深度檢查：
[0013] 根據(jù)被評定對象的豎向抗沖擊性能實測值，判斷是否免于深度檢查：若JY>〇. 5,則 免于深度檢查，并進入第S5步，否則，進入第S4步；
[0014] S4 :依據(jù)公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范_幾6_1111-2004和步驟S2得到的豎向抗沖擊性能評定 等級，針對伸縮裝置，對被評定對象開展深度檢查，具體內容為：伸縮裝置的完整性檢查、接 縫的相對錯位檢查、支座的狀態(tài)檢查、行車振動與噪音檢查、錨固完整性檢查、接縫的階梯 差檢查；
[0015] S5 :根據(jù)被評定對象的豎向抗沖擊性能當前值和檢測初值確定抗沖擊劣化率。
[0016] 本發(fā)明方法中，步驟S2的具體流程為：
[0017] 根據(jù)公式vTest= 0. 95Xvmax確定檢測時速vTest，式中￥_為被評定對象的設計限 速；
[0018] 檢測車以檢測時速vTest通過被評定對象時，實時采集伸縮裝置的豎向加速度響應 曲線，測得豎向沖擊峰值gYp，重復多次上述檢測，計算確定上述豎向沖擊峰值的檢測均值
[0019] 最后按以下公式計算豎向抗沖擊性能JY:
[0020]
[0021] 式中，G為重力加速度；gYp為豎向加速度峰值；加速度響應允許極值，且有 &imt=GX(y-1)，單位為m/s2;y為被評定橋梁的設計沖擊系數(shù)取值，通常取值范圍為 1. 05 ~1. 45 ;
[0022] 當JY多0. 90時，評定豎向抗沖擊性能優(yōu)良，表明行車平順且完全無顛簸感；
[0023] 當0. 9>JY多0. 75時，評定豎向抗沖擊性能良好，表明行車平順但有輕度顛簸；
[0024] 當0. 75>JY> 0. 50時，評定豎向抗沖擊性能合格，表明行車平順但有顛簸；
[0025] 當0. 50>JY> 0. 10時，評定豎向抗沖擊性能差，表明行車有沖擊感；
[0026] 當JY〈0. 10時，評定豎向抗沖擊性能病害，表明行車有跳車感或跳車現(xiàn)象。
[0027] 進一步的，本發(fā)明方法中，步驟S5中，根據(jù)下式計算抗沖擊劣化率Dj^:
[0028]
[0029] 式中，JY1為檢測初值，取被評定對象新建竣工或修復后的第一次豎向抗沖擊性能 檢測值；JYn為縱向抗沖擊性能當前值，即被評定對象新建竣工或修復后第n檢測周期檢測 值。
[0030] 進一步的，本發(fā)明方法中，步驟S5之后還包括步驟S6 :生成抗豎向沖擊服役性能 檢測報告，具體內容為：檢測時間、檢測周期、檢測時速、溫度、加速度實測曲線、豎向抗沖擊 性能、抗沖擊劣化率、抗沖擊服役性能評定、檢測人員可以輸入深度檢查結果或建議。
[0031] 進一步的，本發(fā)明方法中，步驟S6之后還包括步驟S7:充實豎向抗沖劣化數(shù)據(jù)庫， 在豎向抗沖劣化數(shù)據(jù)庫中添加以下記錄；檢測時間、檢測周期、檢測時速、設計沖擊系數(shù)、當 前溫度、豎向加速度實測曲線、豎向抗沖擊性能檢測值、抗沖擊劣化率、深度檢查結果、抗沖 擊服役性能評估結果、結論與建議。
[0032] 有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點：
[0033] 本發(fā)明所提供的一種公路橋梁支座及伸縮裝置的豎向抗沖擊服役性能快捷評定 方法，當行車通過伸縮縫時，在行車的激勵下，引起伸縮裝置或梁體豎向沖擊響應，上述沖 擊響應與伸縮縫臺階高差及支承剛度密切相關；依所測得豎向加速度峰值確定豎向抗沖擊 性能；依豎向抗沖擊性能實測值和檢測初值，確定豎向抗沖擊性能的劣化率；上述檢測初 值保存在劣化歷程數(shù)據(jù)庫中；利用量化的豎向抗沖擊性能和定期跟蹤監(jiān)測劣化率變化的方 法，評定抗沖擊服役性能的優(yōu)劣；相對于常規(guī)檢查通常需要封閉行車道并使用大量人力資 源的方法，本發(fā)明將振動數(shù)據(jù)采集模塊和豎向抗沖擊評定分析軟件集成、安裝于被測公路 橋梁伸縮裝置及支座處，在運行車輛通過被測對象時，對其抗沖擊性能進行實時、自動識別 和判斷；在提高檢測效率的同時，提升了公路橋梁支座及伸縮裝置服役狀況的早期損傷的 識別性和檢查評定的可靠性。
【附圖說明】
[0034] 圖1是本發(fā)明方法的流程示意圖
[0035] 圖2是伸縮縫豎向沖擊響應示意圖
[0036] 圖3是豎向抗沖擊性能劣化歷程曲線
[0037] 圖中有：
[0038] 1 梁體
[0039] 2錨固區(qū)
[0040] 3伸縮裝置錨固件
[0041] 4伸縮縫用異形鋼
[0042]5密封橡膠條
[0043] 6橡膠支座
[0044] 7橋墩承臺
[0045] gY豎向沖擊加速度
【具體實施方式】
[0046] 下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0047] 當前使用的公路橋梁支座及伸縮裝置體系技術狀況檢查評定方法，無法實現(xiàn)伸縮 裝置及支座服役狀況的自動評定，無法自動生成長期跟蹤評估數(shù)據(jù)庫，無法實現(xiàn)早期損傷 及劣化的自動識別。
[0048] 針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明所提供的一種公路橋梁支座及伸縮裝置的 豎向抗沖擊服役性能快捷評定方法；利用伸縮縫凹凸臺階和行車的耦合激勵，引起伸縮裝 置或梁體的豎向沖擊振動響應，振動數(shù)據(jù)采集模塊自動采集伸縮裝置或梁體的豎向加速 度-時間曲線，運算得到相應的加速度有效值和沖擊峰值，依所測得沖擊峰值和抗沖擊性 能評定模型確定被評定對象的豎向抗沖擊性能和評定分級；依保存在被評定對象劣化歷程 數(shù)據(jù)庫中的豎向抗沖擊性能的檢測初值，確定被評定對象的豎向抗沖擊性能劣化率；同時， 將當前檢測與評定結果添加至劣化歷程數(shù)據(jù)庫中；通過長期跟蹤觀測豎向抗沖擊性能劣化 率變化的方法，實現(xiàn)早期診斷豎向抗沖擊服役性能的劣化狀況，在提高檢測效率的同時，提 升了公路橋梁支座及伸縮裝置服役狀況的檢查評定的品質。
[0049] 如附圖1所示，一種公路橋梁支座及伸縮裝置的豎向抗沖擊服役性能快捷評定方 法，步驟如下：
[0050] S1:獲得被評定對象的詳細資料
[0051] 搜集被評定伸縮裝置的以下詳細資料：
[0052] 橋梁類型、伸縮裝置類型、支座類型、行車道編號、被評定橋梁歷次檢修與維修報 告、當前已知的病害定性信息以及病害定量信息；
[0053] 搜集被評定伸縮裝置的以下性能數(shù)據(jù)：
[0054] 設計伸縮量、設計沖擊系數(shù)、限速、豎向抗沖擊性能的檢測初值、歷次豎向抗沖擊 性能檢測值與評估結果；
[0055] S2:測定被評定對象的豎向抗沖擊性能
[0056] 行車以檢測時速通過被評定對象，采集伸縮裝置或梁體的豎向加速度-時間曲 線，采樣頻率不低于1000Hz，采樣時間不低于4秒，實時計算豎向加速度峰值
[0057] 重復n次檢測上述檢測步驟，則豎向加速度峰值檢測均值由下式確定
[0058]
[0059] 豎向抗沖擊性能檢測值由下式確定
[0060]
[0061] S3:判斷是否免于深度檢查
[0062] 若有行車沖擊或跳車，且豎向抗沖擊性能檢測值小于0.5,則評定豎向抗沖擊性能 差或豎向抗沖擊性能病害，執(zhí)行第S4步，對被評定對象開展深度檢查；否則，直接執(zhí)行第S5 步，確定豎向抗沖擊性能劣化率并生成豎向抗沖擊服役性能檢測報告；
[0063] S4:開展深度檢查，完成后即結束本發(fā)明方法流程。
[0064] 所述現(xiàn)場深度檢查主要內容為：伸縮裝置的完好性檢查、接縫的相對錯位與臺階 差檢查、支座的狀態(tài)檢查、行車振動與噪音檢查、錨固完好性檢查、接縫的階梯差檢查，支座 的技術狀態(tài)與病害檢查，包括定量和定性檢查；
[0065] 上述定量檢查包括：伸縮縫臺階差測量、伸縮裝置錨固區(qū)的完好性與裂紋檢測、 伸縮縫間隙寬度與均勻性測量、伸縮縫扭動與轉角度測量；
[0066] 上述定性檢查包括：病害檢查包括：伸縮裝置的病害類型、位置與程度，伸縮裝置 整體及病害照片，支座受力狀態(tài)與病害照片；
[0067] S5:計算豎向抗沖擊性能劣化率
[0068] 豎向抗沖擊性能劣化率按以下公式計算
[0069]
[0070] 式中，JY1為豎向抗沖擊性能檢測初值，為被評定對象新建竣工后或修復后的第一 次檢測值；J Yn為豎向抗沖擊性能檢測值，為被評定對象新建竣工后或修復后第n次檢測周 期檢測值；
[0071] 通常每個檢測周期通常為3個月，最長不大于12個月。