桩梁结构节点连接状态的动力检测和评估方法技术领域
本发明属于建筑工程领域,尤其涉及一种桩梁结构节点连接状态的动力检测和评
估方法。
背景技术
桩梁结构作为一种常用的建筑结构,主要由梁和桩基础构成,被广泛应用于各种
建筑场所,如像高桩码头等桩梁结构。
在实际应用的过程中,桩梁结构的连接状态对搭建的排架或框架的受力状态及位
移存在较大的影响,严重的,可能会引起排架或框架的损坏或坍塌,从而造成严重的事故。
然而,在现有技术中,对于桩梁结构的连接状态的检测方法缺乏有效的检测手段,以至于搭
建好的排架或框架在实际使用过程中,容易造成隐患。
因此,如何实现对桩梁结构的连接状态的有效检测,是目前所要解决的技术问题。
发明内容
针对上述现有技术的缺点或不足,本发明要解决的技术问题是实现对桩梁结构的
连接状态的有效检测。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种桩梁结构节点连接状态的动力检测和评
估方法,所述桩梁结构包含N个由桩基段和横梁段构成的桩梁连接部,其中,N为大于1的正
整数,所述方法包括如下步骤:
步骤S1:在各桩梁连接部上确定M个检测点的布局位置,并在所述桩梁结构上设置
用于对各检测点进行监测的检测装置,其中,M为大于1的正整数;根据所述布局位置在所述
桩梁结构上选取对应的振动点,并确保所述振动点和各检测点位于同一基准断面,且所述
基准断面与各桩基段的中轴线平行,并穿过各桩基段,以通过所述振动点产生在所述桩梁
结构中传播的振动波;
步骤S2:根据所述检测装置测得所述振动波到达各检测点时所用的时间及所述布
局位置,分别得到所述振动波在各横梁段上传播的第一传播速度和各横梁段至对应的桩基
段上的第二传播速度;
步骤S3:根据数理统计方法对第一传播速度和第二传播速度进行分析,得到异常
速度临界值,并根据该异常速度临界值判断各桩梁连接部的连接状态是否出现异常;
步骤S4:对判断出连接状态为异常的桩梁连接部的结构进行受力检测,并对所述
受力检测所得到的数据进行处理,得到用于评估桩梁连接部的连接状态的桩梁数值节点模
型。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:本发明通过对应的布局位置在各桩
梁连接部的横梁段和桩基段上确定对应的检测点,并根据布局位置确定对应的振动点,并
且由于振动点和各检测点位于同一基准平面,且基准平面与各桩基段的中轴线平行,从而
可确保振动点在传播时是在桩梁结构上并位于同一平面内传播的,以确保振动点与各检测
点之间的距离为振动波的实际所经过的传输距离,从而可根据上述振动波到达各检测点时
所用的时间及布局位置,精确的得到振动波在各横梁段上的传播速度及至对应的桩基段上
的传播速度,进而可通过数理统计方法对获取的第一传播速度和第二传播速度进行数值统
计得到异常速度临界值,并以此判断各桩梁连接部的连接状态是否出现异常,从而可通过
对异常的桩梁连接部的结构进行受力检测,得到对应的桩梁数值节点模型,以便于用户根
据各桩梁数值节点模型,实现对桩梁结构的连接状态的有效检测,及对桩梁结构的整体结
构强度和性能进行准确的评估。
进一步的,在步骤S1中还包含以下步骤:各横梁段上均至少设有两个检测点,且分
别位于对应的桩基段两侧,而各桩基段上至少分布有一个检测点,且每相邻的两个桩基段
上的检测点均位于同一侧;其中,设置在各横梁段上的检测点位于同一条直线上,且所述直
线穿过各桩基段和对应的横梁段相交的部位;所述振动点位于所述直线或所述桩基段上。
从而使得振动波在横梁段上传播的路径是沿着穿过各检测点的直线方向进行传播的,进而
使得各横梁段上每相邻的两个检测点之间以及各桩基段上检测点到对应的横梁段上的检
测点之间的距离为振动波传输通过的距离,以确保仅根据各横梁段上每相邻的两个检测点
之间的距离、各桩基段上检测点到对应的横梁段上的检测点之间的距离及各检测点上所测
得的时间,即可测得第一传播速度和第二传播速度,方便了工作人员的检测,且提升了检测
精度。
进一步的,在步骤S3中还包含以下步骤:步骤S31:统计所有得到的第一传播速度
和第二传播速度,并将各桩梁连接部上对应的第一传播速度和第二传播速度取平均值,并
以平均值作为所述振动波在该桩梁连接部上的传播速度;步骤S32:对所述振动波在各桩梁
连接部上的传播速度进行数理分析,以得到异常速度临界值,其中,所述异常速度临界值包
含异常临界最大值和异常临界最小值;步骤S33:将所述异常速度临界值与所述振动波在各
桩梁连接部上的传播速度进行比较和判断;步骤S34:若所述振动波在对应的桩梁连接部上
的传播速度的数值大于所述异常临界最小值,且小于所述异常临界最大值,则判定该桩梁
连接部的连接状态正常;否则,判定该桩梁连接部的连接状态异常。通过数理统计方式对第
一传播速度和第二传播速度的数值进行分析,得到异常速度临界值,并以此判断各桩梁连
接部的连接状态是否正常。
进一步的,在步骤S4中还包含以下步骤:步骤S41;确定异常的桩梁连接部的横梁
段和桩基段上的测试区域,并在测试区域上设置相应的应力检测点,并通过所述检测装置
对应力检测点进行检测;步骤S42:根据对应的材料力学公式对所述检测装置在测得的应力
检测点上的应力变化数据进行处理,并通过弯矩分配系数计算公式、轴力分配系数计算公
式分别计算出横梁分配系数和桩基分配系数;步骤S43:根据横梁分配系数和桩基分配系数
及对应的测试时刻绘制横梁分配系数时程曲线和桩基分配系数时程曲线;步骤S44:根据对
横梁分配系数时程曲线和桩基分配系数时程曲线获得对应的横梁分配系数代表值和桩基
分配系数代表值;步骤S45:将所述横梁分配系数代表值和桩基分配系数代表值作为节点数
值,以调节根据异常桩梁连接部上所测的数据模拟建立的桩梁数值节点模型,并根据调节
后的桩梁数值节点模型对异常的桩梁连接部的连接状态进行评估。
由此可知,通过得到的横梁分配系数时程曲线和桩基分配系数时程曲线,得到横
梁分配系数代表值和桩基分配系数代表值,并以此作为节点数值调整桩梁数值节点模型,
可以较好的使得用户通过调整桩梁数值节点模型,对异常的桩梁连接部的连接状态进行评
估,提升了评估结果的准确性,以促使工作人员根据评估结果对异常的桩梁连接部进行处
理。
进一步的,在步骤S41的步骤中还存在以下子步骤:在异常的桩梁连接部的横梁段
上选取两个相对并分别位于其桩基段两侧的横梁测试断面,且横梁测试断面所在的平面与
所述横梁段的长度方向相互垂直,而在其桩基段上选取一个桩基测试断面,且所述桩基测
试断面所在的平面与其桩基段的长度方向相互垂直;其中,所述横梁测试断面的相对两侧
设有对称的应力检测点,且等距分布;所述桩基测试断面的设有对称的应力检测点,且等距
环绕分布。通过这种分布和测量方式,不仅方便工作人员的布局和操作,还可准确的对桩基
测试断面和横梁测试断面受力时所产生的应力进行测量,并根据对应的公式进行精确计
算,从而提升了测量结果的精度和测试效率。
进一步的,为了对异常的桩梁连接部的连接状态进行精确的评估,在步骤S42的步
骤中还存在以下子步骤:通过弯矩计算公式和轴力计算公式分别计算出对应时刻横梁测试
断面和桩基测试断面上的弯矩和轴力;通过弯矩分配系数公式和轴力分配系数公式分别对
所述弯矩和轴力进行计算,以得到所述横梁分配系数和所述桩基分配系数;其中,所述横梁
分配系数包括横梁弯矩分配系数和横梁轴力分配系数,而所述桩基分配系数包括桩基弯矩
分配系数和桩基轴力分配系数。
进一步的,各横梁段上相邻的两个检测点之间的距离均相同;各桩基段上的检测
点到对应的横梁段的距离均相同。不仅方便了工作人员对检测点的位置进行统一布局,还
可方便对第一传播速度和第二传播速度进行计算,以提高计算效率,节省时间。
进一步的,所述振动点通过敲击的方式进行激振。通过敲击的方式进行激振来代
替机器产生振动源,不仅方便了工作人员对振动点的位置进行自由的选择,以便于实际操
作,还可以节省检测成本。
进一步的,在所述步骤S3之后,还包含以下步骤:再次通过所述振动点产生在所述
桩梁结构中传播的振动波,并根据所述检测装置在出现异常的桩梁连接部上测得的数据,
得到复测的第一传播速度和第二传播速度,并取其平均值作为所述振动波在该桩梁连接部
上复测的传播速度;将所述复测的传播速度与所述异常速度临界值进行比较,以判断该桩
梁连接部是否需要进行受力检测。通过种方法,可避免一些外在因素,如检测装置装配不正
常等导致出现测量失误的现象,以至于造成了不必要的时间浪费。
进一步的,在所述步骤S1中,还包含以下子步骤:将各桩梁连接部上M个检测点至
少分为三组,且每组中的检测点数量至少为三个,其中,所述M大于9。由此可知,通过在各桩
梁连接部上设置多组检测点的方式,可使得每次测试均可在各桩梁连接部上获得多个第一
传播速度和第二传播速度数值,以便于后续通过统计的方法得到振动波的传播速度数值。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它
特征、目的和优点将会变得更明显:
图1:本发明第一实施例的桩梁结构节点连接状态的动力检测和评估方法的流程
图;
图2:本发明第一实施例的单个桩梁连接部的基准断面的局部结构示意图;
图3:本发明第一实施例的对异常桩梁连接部的连接状态进行判断的流程图;
图4:本发明第一实施例的对异常桩梁连接部进行检测和评估的流程图;
图5:本发明第一实施例的测试区域的结构示意图;
图6:本发明第一实施例的横梁测试断面上各应力检测点的分布示意图;
图7:本发明第一实施例的桩基测试断面上各应力检测点的分布示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以
充分地了解本发明的目的、特征和效果。
本发明的第一实施例提供了一种桩梁结构节点连接状态的动力检测和评估方法,
其中,该桩梁结构包含多个由桩基段和横梁段构成的桩梁连接部,如图1所示,该方法包括
如下步骤:
步骤S1:在各桩梁连接部上确定多个检测点的布局位置,并在桩梁结构上设置用
于对各检测点进行监测的检测装置。
根据布局位置在桩梁结构上选取对应的振动点,并确保振动点和各检测点位于同
一基准断面,且该基准断面与各桩基段的中轴线平行,并穿过各桩基段,以通过振动点产生
在桩梁结构中传播的振动波,如可以通过敲击的方式进行激振。
步骤S2:根据检测装置测得振动波到达各检测点时所用的时间及布局位置,分别
得到振动波在各横梁段上传播的第一传播速度和各横梁段至对应的桩基段上的第二传播
速度。
步骤S3:根据数理统计方法对第一传播速度和第二传播速度进行分析,得到异常
速度临界值,并根据该异常速度临界值得到异常的第一传播速度或第二传播速度,以判断
各桩梁连接部的连接状态是否出现异常;
步骤S4:对判断出连接状态为异常的桩梁连接部的结构进行受力检测,并对受力
检测所得到的数据进行处理,得到用于评估桩梁连接部的连接状态的桩梁数值节点模型。
通过上述内容可知,通过对应的布局位置在各桩梁连接部的横梁段和桩基段上确
定对应的检测点,并根据布局位置确定对应的振动点,并且由于振动点和各检测点位于同
一基准断面,且断面与各桩基段的中轴线平行,从而可确保振动点在传播时是在桩梁结构
上并位于同一平面内传播的,以确保振动点与各检测点之间的距离为上述振动波实际所经
过的传输距离,从而可根据振动波到达各检测点时所用的时间及布局位置,精确的得到振
动波在各横梁段上的传播速度及至对应的桩基段上的传播速度,进而可通过数理统计方法
对获取的传播速度进行数值统计得到异常速度临界值,并以此判断各桩梁连接部的连接状
态是否出现异常,从而可通过对异常的桩梁连接部的结构进行受力检测,得到对应的桩梁
数值节点模型,以便于用户根据各桩梁数值节点模型,实现对桩梁结构的连接状态的有效
检测,及对桩梁结构的整体结构强度和性能进行准确的评估。
此外,需要说明的是,在本实施方式中,作为优选的方式,通过敲击的方式进行激
振来代替机器产生振动源,不仅方便了工作人员对振动点的位置进行自由的选择,以便于
实际操作,还可以节省检测成本。并且,上述检测装置主要由多个设置在对应的检测点上的
加速度传感器、与各加速度传感器通讯连接的测试设备、与测试设备通讯连接的处理装置。
其中,在本实施例中,上述通讯连接可采用电线连接、无线通信连接等方式,而作为优选的,
本实施例中采用无线通信连接,以方便检测装置在桩梁结构上的设置,并节约成本。其中,
可根据加速度传感器测得检测点上产生振动的时刻获知上述振动波达到检测点所用的时
间。并且,上述第一检测装置中的测试装备则可以为多功能记录仪,如TMR(Tokyo Multi-
Recorder)等,而处理装置可以为台式电脑、笔记本电脑等智能终端,用于对测试装备中输
出的数据进行处理。
具体的说,如图2所示,在本实施方式中,在步骤S1中还包含以下步骤:
各横梁段上均至少设有两个检测点(如图2中所示的检测点B和检测点C),且分别
位于对应的桩基段两侧,而各桩基段上至少分布有一个检测点(如图2中所示的检测点D),
且每相邻的两个桩基段上的检测点均位于同一侧。
其中,设置在各横梁段上的检测点位于同一条直线上,且该直线穿过各桩基段和
对应的横梁段相交的部位。并且,在本实施例中,在实际设置振动点时,振动点可以位于该
直线,也可以位于桩基段上,而作为优选的,本实施例中将振动点设置在该直线上,并仅以
此为例作说明。
由此可知,通过这种设置方式,可以使得振动波在横梁段上传播的路径是沿着穿
过各检测点的直线方向进行传播的,进而使得各横梁段上每相邻的两个检测点之间以及各
桩基段上检测点到对应的横梁段上的检测点之间的距离为振动波传输通过的距离,以确保
仅根据各横梁段上每相邻的两个检测点之间的距离、各桩基段上检测点到对应的横梁段上
的检测点之间的距离及各检测点上所测得的时间,即可测得第一传播速度和第二传播速
度,方便了工作人员的检测,且提升了检测精度。
详细地,在本实施例中,作为优选的,上述各横梁段上相邻的两个检测点之间的距
离均相同。各桩基段上的检测点到对应的横梁段的距离均相同。
由此可知,通过这种布局方式不仅方便了工作人员对检测点的位置进行统一布
局,还可方便对第一传播速度和第二传播速度进行计算,以提高计算效率,节省时间。
具体地,如图2所示,作为一种优选的布局方式,各横梁段上的检测点均为两个(如
图2中所示的检测点B和检测点C),而各桩基段上的检测点均为一个(如图2中所示的检测点
D),且各桩基段上的检测点和对应的振动点始终位于各桩基段中轴线的同一侧。从而使得
每个桩梁连接部上与振动点(如图2中所示的振动点G)位于其桩基段中轴线的同一侧,且分
别位于横梁段和桩基段上的检测点之间在断面上的距离,如图2中检测点B和检测点D之间
的距离(Lb+Ld),为振动点经过这两个检测点(检测点B和检测点D)时的实际传播路径。从而
方便了对第二传播速度的计算,并在测量过程中无需考虑桩基段(通常桩基段为圆柱体)的
直径规格,以避免因各桩基段的直径大小不一而造成测量误差,提高了计算效率。
详细地,如图2中所示,设振动波到达B点时间为Tb,到达C点时间为Tc,到达D点时间
为Td。其中,检测点B和检测点C之间的距离(Lb+LC),节点区域振动波传播速度分为横梁传播
速度和横梁至桩传播速度,则振动波传播速度可按下列公式(1)和(2)计算,其中,假设第一
传播速度为Vh,第二传播速度为Vv,则
因此,如图3所示,在步骤S3中还包含以下步骤:
步骤S31:统计所有得到的第一传播速度和第二传播速度,并将各桩梁连接部上对
应的第一传播速度和第二传播速度取平均值,并以平均值作为振动波在该桩梁连接部上的
传播速度。
步骤S32:对振动波在各桩梁连接部上的传播速度进行数理分析,以得到异常速度
临界值,其中,所述异常速度临界值包含异常临界最大值和异常临界最小值。
步骤S33:将异常速度临界值与振动波在各桩梁连接部上的传播速度进行比较和
判断。
步骤S34:若振动波在对应的桩梁连接部上的传播速度的数值大于所述异常临界
最小值,且小于所述异常临界最大值,则判定该桩梁连接部的连接状态正常。
否则,判定该桩梁连接部的连接状态异常。
由此不难发现,通过数理统计方式对第一传播速度和第二传播速度的数值进行分
析,得到异常速度临界值,并以此判断各桩梁连接部的连接状态是否正常。
详细地,在分析的过程中,可根据实际的需要,对各桩梁连接部进行多组测试,且
至少进行三组测试,其中,作为优选的,每组中的检测点可以均为3个,均采用上述类似的布
局,并且,作为优选的,在测试完成后,计算出每个桩梁连接部上各组中的第一传播速度和
第二传播速度,当满足其极差不超过平均值的30%时,可取其平均值作为振动波在各桩梁
连接部上的传播速度Vn,其中,n代表所测桩梁连接部的序号。而当极差超过平均值的30%
时,宜增加测试的组数,如六组、五组等,重新进行测试,并分析极差过大的原因,结合工程
具体情况确定其传播速度。
将获取的各桩梁连接部上对应的传播速度由大至小按顺序进行排列,即V1≥V2
≥…Vn≥Vn+1≥…。逐一去掉上述Vi序列中的k个最小数值和k'个最大数值后,按下式(3)~
(6)进行统计计算。
V01=Vm-λ*Sx (3)
V02=Vm+λ*Sx (4)
式中,i、k和k'为正整数,Vm为Vi序列在去除其中的k个最小数值和k'个最大数值后
的均值,Sx为方差,V01为异常临界最小值,V02为异常临界最大值,而参考系数λ值按下表1取
值。
表1统计个数(n-k-k')与对应的λ值
由表1可知,按k=0,k'=0,k=1,k'=1,k=2,k'=2……的顺序将参加统计的数
列最小数据Vn-k与异常临界最小值V01进行比较,当Vn-k≤V01时,剔除最小数据Vn-k。
将最大数据V(k'+1)与异常临界最大值V02进行比较,当Vk'+1≥V02时剔除最大数据
V(k'+1)。
每次剔除一个数据,对剩余数据构成的数列,重复式(3)~(6)的计算步骤,直至
Vn-k>V01、Vk'+1<V02。对所有满足Vi≤V01、Vi≥V02的测试数据均为异常数据。
另外,需要说明的是,上述λ值的获取可根据JGJ 106-2014《建筑基桩检测技术规
范》10.5.3条进行参考,本实施例仅列举统计个数在10到2000之间对应的λ值为例说明。
并且,如图4所示,在步骤S4中还包含以下步骤:
步骤S41:确定异常的桩梁连接部的横梁段和桩基段上的测试区域,并在测试区域
上设置相应的应力检测点,并通过检测装置对应力检测点进行检测。
步骤S42:根据对应的材料力学公式对检测装置在测得的应力检测点上的应力变
化数据进行处理,并通过弯矩分配系数计算公式、轴力分配系数计算公式分别计算出横梁
分配系数和桩基分配系数。
步骤S43:根据横梁分配系数和桩基分配系数及对应的测试时刻绘制横梁分配系
数时程曲线和桩基分配系数时程曲线。
步骤S44:根据对横梁分配系数时程曲线和桩基分配系数时程曲线获得对应的横
梁分配系数代表值和桩基分配系数代表值。
步骤S45:将横梁分配系数代表值和桩基分配系数代表值作为节点数值,以调节根
据异常桩梁连接部上所测的数据模拟建立的桩梁数值节点模型,并根据调节后的桩梁数值
节点模型对异常的桩梁连接部的连接状态进行评估。
由此可知,通过得到的横梁分配系数时程曲线和桩基分配系数时程曲线,得到横
梁分配系数代表值和桩基分配系数代表值,并以此作为节点数值调整桩梁数值节点模型,
可以较好的使得用户通过调整桩梁数值节点模型,对异常的桩梁连接部的连接状态进行评
估,提升了评估结果的准确性,以促使工作人员根据评估结果对异常的桩梁连接部进行处
理。
其中,在步骤S41的步骤中还存在以下子步骤:如图5所示,在异常的桩梁连接部的
横梁段上选取两个相对并分别位于其桩基段两侧的横梁测试断面(如图5中所示的横梁测
试断面A0和横梁测试断面B0),且横梁测试断面所在的平面与横梁段的长度方向相互垂直。
其中,横梁测试断面的相对两侧设有对称的应力检测点,且等距分布,可参照图5、
图6和图7所示,横梁测试断面A0上设有六个应力检测点A1、A2、A3、A4、A5、A6和横梁测试断面B0
所示的应力检测点B1、B2、B3、B4、B5、B6),其中,在横梁测试断面A0上,应力检测点A1、A3、A5位
于横梁段的同一侧,而A2、A4、A6位于横梁段的另一侧,且A1和A2对称设置,A3和A4对称设置,A5
和A6对称设置,且位于同一侧且相邻的两个应力检测点之间的间距为d,并假设横梁段的中
性轴与应力检测点A1、A2的距离为L,而在横梁测试断面B0上,也依据此理,采用同样的布局
方式。
类似的,在其桩基段也上选取一个桩基测试断面,且桩基测试断面所在的平面与
其桩基段的长度方向相互垂直,如图2和图5所示,由于本实施方式中的桩基段为圆形桩,所
以,选取的桩基测试断面C类似于圆周面,因此,优选的,桩基测试断面C0上设有C1、C2、C3、C4
四个对称的应力检测点,并在桩基段的桩周上等距环绕设置,其中,应力检测点C1和C4对称
设置,应力检测点C2和C3对称设置,并且,以桩基段桩周周长的长度的四分之一为间距在其
桩周上设置检测点,并假设桩基段的中性轴与桩基段左端距离为L。
如此,可通过在横梁受到动力作用时,测量各应力检测点的动态应变,得到各应力
检测点的应变时程曲线,并且根据公式(7)~(12)进行计算,得到A0、B0、C0三个测试断面的
弯矩时程曲线及轴力时程曲线。
对A0、B0截面处,假定横梁的上部受压,下部受拉,设置在各横梁测试断面上的应力
检测点所产生的动态应变应满足如下材料力学公式(7)~(10)的条件:
其中,在上述公式中,ε12、ε34、ε56——分别为应力检测点A1和应力检测点A2之间的
平均值,应力检测点A3和应力检测点A4之间的平均值,应力检测点A5和应力检测点A6之间的
平均值,或者分别为应力检测点B1和应力检测点B2之间的平均值,应力检测点B3和应力检测
点B4之间的平均值,应力检测点B5和应力检测点B6之间的平均值;
EIL——横梁抗弯刚度;
A——横梁测试断面的面积;
E——横梁的弹性模量;
IL——横梁测试断面对横梁中性轴的惯性矩;
M——横梁测试断面上所产生的弯矩;
N——横梁测试断面上所受的轴力。
同理,依据上述计算方式,桩基测试断面C0也满足材料力学公式(11)和(12)的条
件:
由此可求得桩基测试断面C0处的弯矩、轴力为:
其中,在上述公式中,ε1、ε4、ε23——分别为应力检测点C1,应力检测点C4的应变值,
应力检测点C2和应力检测点C3的应变平均值。
E′IL′——桩基抗弯刚度;
A′——桩基测试断面的面积;
r——桩基测试断面的半径;
E′——桩基测试断面的弹性模量;
IL′——桩基测试断面对横梁中性轴的惯性矩;
M′——桩基测试断面上所产生的弯矩;
N′——桩基测试断面上所受的轴力。
由此可得,通过这种分布和测量方式,不仅方便工作人员的布局和操作,还可准确
的对桩基测试断面和横梁测试断面受力时所产生的应力进行测量,并根据对应的公式进行
精确计算,从而提升了测量结果的精度和测试效率。
另外,为了对异常的桩梁连接部的连接状态进行精确的评估,在步骤S42的步骤中
还存在以下子步骤:
通过弯矩计算公式和轴力计算公式,如上述公式(10)和公式(12),分别计算出对
应时刻横梁测试断面和桩基测试断面上的弯矩和轴力。
通过下列弯矩分配系数公式和轴力分配系数公式,如下列公式(13)~(16)分别计
算出横梁分配系数和桩基分配系数。其中,横梁分配系数包括横梁弯矩分配系数和横梁轴
力分配系数,而桩基分配系数包括桩基弯矩分配系数和桩基横梁轴力分配系数。
其中,上述公式中,MA、MB、MC——分别为A0、B0、C0断面处弯矩值;
FA、FB、FC——分别为横梁测试断面A0、横梁测试断面B0、桩基梁测试断面C0处的轴
力值;
KAB——为横梁弯矩分配系数;
K′AB——为横梁轴力分配系数;
KAc——为桩基弯矩分配系数;
K′Ac——为桩基轴力分配系数。
通过上述内容可知,通过获得的横梁弯矩分配系数KAB、横梁轴力分配系数K′AB、桩
基弯矩分配系数KAc、桩基轴力分配系数K′Ac及对应的时刻,并分别以时刻为横坐标,而对应
的分配系数为纵坐标,通过相关的处理装置绘制横梁分配系数时程曲线(即横梁弯矩分配
系数时程曲线和横梁轴力分配系数时程曲线)、桩基分配系数时程曲线(即桩基弯矩分配系
数时程曲线和桩基轴力分配系数时程曲线)。
并且,在得到上述四类分配系数曲线后,确定各分配系数曲线上的平稳段,并取其
平稳段对应的分配系数的均值作为横梁分配系数代表值(即横梁弯矩分配系数代表值和横
梁轴力分配系数代表值)、桩分配系数的代表值(即桩弯矩分配系数代表值和桩轴力分配系
数代表值),并根据异常桩梁连接部上的各分配系数代表值来调节桩梁节点数值模型(,根
据该异常桩梁连接部所测得的数据及参数建立),并将各分配系数代表值作为其节点刚度
数值,以调整该数值模型,并根据该数值模型对该异常桩梁连接部的连接状态进行评估。
另外,值得一提的是,上述检测装置还包含设置在对应的应变检测点上的应变传
感器,且各应变传感器与上述检测装置中的测试设备通讯连接。
本发明的第二实施例提供了一种桩梁结构节点连接状态的动力检测和评估方法,
本发明的第二实施例是对第一实施例的进一步改进,其改进之处在于,在本实施例中,在步
骤S3之后,还包含以下步骤:再次通过振动点产生在桩梁结构中传播的振动波,并根据检测
装置在出现异常的桩梁连接部上测得的数据,得到复测的第一传播速度和第二传播速度,
并取其平均值作为振动波在该桩梁连接部上复测的传播速度;
将所述复测的传播速度与所述异常速度临界值进行比较,以判断该桩梁连接部是
否需要进行受力检测。
具体的说,作为一种优选的方式,若复测的传播速度的数值介于上述异常临界最
小值V01和异常临界最大值V02之间,则进行第二次复测,并重复上述复测的步骤,否则对该
桩梁连接部的结构进行受力检测。
若重复上述复测的步骤后,第二次复测的传播速度的数值仍介于异常临界最小值
V01和异常临界最大值V02之间,则判断该桩梁连接部的连接状态正常,并无需对该桩梁连接
部进行受力检测,否则对该桩梁连接部的结构进行受力检测。
通过上述内容可知,通过种方法,可避免一些外在因素,如检测装置装配不正常等
导致出现测量失误的现象,以至于造成了不必要的时间浪费。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限定,仅仅参照较佳实施例对本发
明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改
或等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围。