结合静动载试验的装配式桥梁整体性能评定方法和系统与流程

本技术涉及装配式桥梁检测与性能评定，具体而言，涉及结合静动载试验的装配式桥梁整体性能评定方法和系统。

背景技术：

1、目前，uhpc全预制拼装桥梁因施工快、质量高、耐久性强已广泛应用于城市人行桥梁工程，但此类桥梁的整体性能评定仍存在明显不足，传统检测方式多单独开展静载或动载试验，未实现桥面板构件试验、主梁试验与成桥试验的系统化联动；有限元分析与现场试验数据脱节，荷载控制与截面选取缺乏统一依据；试验数据处理方式单一，未形成强度、刚度、抗裂性及动力特性的多指标融合评定机制，难以全面、精准地反映uhpc全预制拼装桥梁的真实承载状态与结构安全性能，无法满足竣工验收与长期运维的精细化管控需求。

2、因此，亟需研发一种能够联动有限元分析、构件试验、成梁静动载试验，并实现多指标融合评定的一体化性能评定方法，以解决传统评定方式数据孤立、流程碎片化、判定依据不统一、评定结果不全面的技术缺陷，从而精准反映uhpc全预制拼装桥梁的真实结构承载状态与安全性能，满足工程竣工验收、运维管控及长期安全监测的精细化、标准化、智能化需求。

技术实现思路

1、本发明针对现有uhpc全预制拼装桥梁性能评定技术存在的检测流程零散、数据融合不足、评定维度单一等问题，提供一种结合静动载试验的装配式桥梁整体性能评定方法和系统，通过基于构件参数与结构体系构建全桥有限元模型以确定试验控制参数，分别对预制 uhpc 桥面板进行荷载、位移混合控制的静力破坏性试验、对uhpc预制u梁及成桥主体进行分级等效荷载静载试验、对成桥结构进行脉动法动载试验，获取并处理应变、挠度、自振频率等试验数据，计算校验系数，再对强度刚度指标、抗裂指标及动力特性指标进行多维度加权融合处理，最终得到整体性能合格性判定结果与承载状态评估报告，并匹配输出竣工验收及运维管控分级执行指令，实现了uhpc全预制拼装桥梁从构件到成桥、从静载到动载的一体化、高精度、系统化整体性能评定。

2、本技术提供了结合静动载试验的装配式桥梁整体性能评定方法，包括以下步骤：

3、根据uhpc全预制拼装桥梁的构件参数与结构体系，建立全桥有限元模型，得到静载控制截面、自振频率及试验载荷；

4、根据所述静载控制截面与试验荷载，对预制uhpc桥面板实施静力破坏性试验，采用荷载与位移混合控制模式进行加载，得到开裂荷载、峰值荷载、跨中挠度及主裂缝宽度数据；

5、根据所述试验荷载与静载控制截面，对uhpc预制u梁及成桥主体结构分级施加等效设计荷载，实施静载试验，得到控制截面应变及挠度数据；

6、根据所述应变及挠度数据，得到应变及挠度校验系数；

7、根据所述自振频率，采用脉动法对成桥结构实施动载试验，采集竖向振动响应数据，识别得到实测自振频率并与理论自振频率对比，得到整体刚度评定结果；

8、根据静载试验对应的强度刚度指标、抗裂指标及动载试验对应的动力特性指标，进行多维度加权融合处理，得到uhpc全预制拼装桥梁的整体性能合格性判定结果及承载状态评估报告。

9、其中，在本技术所述的结合静动载试验的装配式桥梁整体性能评定方法中，所述根据uhpc全预制拼装桥梁的构件参数与结构体系，建立全桥有限元模型，得到静载控制截面、自振频率及试验载荷，具体为：

10、根据uhpc全预制拼装桥梁的构件参数与结构体系，建立全桥有限元模型；

11、根据预制构件尺寸、材料力学参数、边界约束条件及组合荷载工况，通过所述全桥有限元模型进行内力包络计算与自振特性分析；

12、根据所述内力包络计算与自振特性分析的结果，得到静载控制截面、自振频率及试验载荷。

13、其中，在本技术所述的结合静动载试验的装配式桥梁整体性能评定方法中，所述根据所述静载控制截面与试验荷载，对预制uhpc桥面板实施静力破坏性试验，采用荷载与位移混合控制模式进行加载，得到开裂荷载、峰值荷载、跨中挠度及主裂缝宽度数据，具体为：

14、根据所述静载控制截面与试验荷载，对预制uhpc桥面板分别建立正弯矩加载模型与负弯矩加载模型；

15、根据所述正弯矩加载模型与负弯矩加载模型采用荷载与位移混合控制方式执行分级持荷加载；

16、根据加载过程中的结构响应数据，得到开裂荷载、峰值荷载、跨中挠度及主裂缝宽度数据。

17、其中，在本技术所述的结合静动载试验的装配式桥梁整体性能评定方法中，所述根据所述试验荷载与静载控制截面，对uhpc预制u梁及成桥主体结构分级施加等效设计荷载，实施静载试验，得到控制截面应变及挠度数据，具体为：

18、根据所述试验荷载与静载控制截面，确定uhpc预制u梁及成桥主体结构的等效设计荷载分级施加方案；

19、根据所述分级施加方案对uhpc预制u梁及成桥主体结构逐级施加等效设计荷载并实施静载试验；

20、根据静载试验过程中的结构监测信号，同步采集并得到控制截面应变及挠度数据。

21、其中，在本技术所述的结合静动载试验的装配式桥梁整体性能评定方法中，所述根据所述应变及挠度数据，得到应变及挠度校验系数，具体为：

22、根据所述静载试验获取的控制截面应变数据及挠度数据，结合预设计算规则进行数据处理；

23、根据处理后的应变实测值与理论值，得到应变校验系数；

24、根据处理后的挠度实测值与理论值，得到挠度校验系数。

25、其中，在本技术所述的结合静动载试验的装配式桥梁整体性能评定方法中，所述根据所述自振频率，采用脉动法对成桥结构实施动载试验，采集竖向振动响应数据，识别得到实测自振频率，具体为：

26、根据所述自振频率，采用脉动法对成桥结构实施动载试验，采集竖向振动响应原始数据；

27、根据所述竖向振动响应原始数据进行时域处理与频域分析，剔除环境干扰数据分量；

28、根据处理后的振动响应数据进行特征识别，得到成桥结构的实测自振频率。

29、其中，在本技术所述的结合静动载试验的装配式桥梁整体性能评定方法中，所述根据静载试验对应的强度刚度指标、抗裂指标及动载试验对应的动力特性指标，进行多维度加权融合处理，得到uhpc全预制拼装桥梁的整体性能合格性判定结果及承载状态评估报告，具体为：

30、根据预设权重配置规则，对强度刚度指标、抗裂指标及动力特性指标进行权重分配；

31、根据分配后的权重与各项指标数据执行归一化运算；

32、根据运算结果与预设判定阈值进行比对，得到uhpc全预制拼装桥梁的整体性能合格性判定结果及承载状态评估报告。

33、其中，在本技术所述的结合静动载试验的装配式桥梁整体性能评定方法中，所述整体性能合格性判定结果及承载状态评估报告生成后，还包括：

34、根据所述整体性能合格性判定结果与承载状态评估报告，匹配预设的竣工验收与运维管控分级规则；

35、根据所述分级规则与判定结果对应的等级信息，生成并输出竣工验收、运维管控的分级执行指令。

36、第二方面，本技术提供了结合静动载试验的装配式桥梁整体性能评定系统，包括：

37、有限元建模分析模块，用于根据uhpc全预制拼装桥梁的构件参数与结构体系建立全桥有限元模型，得到静载控制截面、自振频率及试验载荷；

38、桥面板破坏性试验模块，用于根据所述静载控制截面与试验荷载对预制uhpc桥面板实施静力破坏性试验，采用荷载与位移混合控制模式加载，得到开裂荷载、峰值荷载、跨中挠度及主裂缝宽度数据；

39、成桥静载测试模块，用于根据所述试验荷载与静载控制截面对uhpc预制u梁及成桥主体结构分级施加等效设计荷载并实施静载试验，得到控制截面应变及挠度数据；

40、参数计算模块，用于根据所述应变及挠度数据得到应变及挠度校验系数；

41、成桥动载测试模块，用于根据所述自振频率采用脉动法对成桥结构实施动载试验，采集竖向振动响应数据并识别得到实测自振频率并与理论自振频率对比，得到整体刚度评定结果；

42、融合评定输出模块，用于根据静载试验对应的强度刚度指标、抗裂指标及动载试验对应的动力特性指标进行多维度加权融合处理，得到uhpc全预制拼装桥梁的整体性能合格性判定结果及承载状态评估报告。

43、该系统还包括存储器及处理器，所述存储器中包括结合静动载试验的装配式桥梁整体性能评定方法的程序，所述结合静动载试验的装配式桥梁整体性能评定方法的程序被所述处理器执行时实现如第一方面任一项所述结合静动载试验的装配式桥梁整体性能评定方法。

44、由上可知，本发明针对现有uhpc全预制拼装桥梁性能评定技术存在的检测流程零散、数据融合不足、评定维度单一、有限元分析与现场试验脱节、多工况试验无法联动等问题，提供一种结合静动载试验的装配式桥梁整体性能评定方法和系统；通过基于uhpc全预制拼装桥梁的构件参数与结构体系建立全桥有限元模型，统一确定静载控制截面、自振频率及试验荷载，依次对预制uhpc桥面板开展荷载、位移混合控制的静力破坏性试验、对uhpc预制u梁及成桥主体实施分级等效荷载静载试验、对成桥结构采用脉动法开展动载试验，同步采集应变、挠度、裂缝宽度及振动响应等数据，经规范计算得到应变校验系数、挠度校验系数与实测自振频率，再将强度刚度指标、抗裂指标及动力特性指标进行多维度加权融合与阈值判定，最终输出uhpc全预制拼装桥梁整体性能合格性判定结果、承载状态评估报告及对应的竣工验收与运维管控分级执行指令，实现了从构件试验到成桥评定、从静力检测到动力特性分析的全流程一体化、参数标准化、结果精准化的整体性能评定，有效提升评定结果的可靠性、全面性与工程适用性。

45、本技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术实施例了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。