1.基于抛物线变截面拱推力影响线曲率的拱桥损伤识别方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:建立损伤状态下两铰拱基本体系,通过降低结构局部弹性模量进而降低刚度来模拟损伤,损伤后的抗弯刚度为E′I,并推导出损伤状态下两铰拱结构拱脚处推力影响线的积分表达式;
在所述步骤S1中,损伤状态下两铰拱结构拱脚处的推力影响线的积分表达式如下:F′H=-Δ′1p/δ′11
其中,Δ′1p为损伤状态下的载变位,δ′11为损伤状态下的自变位;
损伤状态下的自变位计算公式如下:
其中:E为弹性模量,I为惯性矩,f为矢高,E′为损伤时的弹性模量,[b-ε,b+ε]为损伤区段,x为拱结构上任意截面至拱顶处的水平距离,y为x对应的纵坐标;
损伤状态下的载变位计算公式如下:
其中,Δ′1p为损伤状态下的载变位,xp为集中荷载至拱顶处的水平距离;
S2:将损伤状态下两铰拱结构拱脚处推力影响线与无损状态下两铰拱结构拱脚处推力影响线做差,并对推力影响线差值求二阶导进行分析,通过推力影响线差值曲率判断结构损伤是否发生,进而定位损伤位置。
2.根据权利要求1所述的基于抛物线变截面拱推力影响线曲率的拱桥损伤识别方法,其特征在于:在所述步骤S2中,无损状态下两铰拱结构拱脚处推力影响线的表达式如下:FH=-Δ1p/δ11
其中,Δ1p为无损状态下的载变位,δ11为无损状态下的自变位。
3.根据权利要求2所述的基于抛物线变截面拱推力影响线曲率的拱桥损伤识别方法,其特征在于:无损状态下的载变位的计算公式如下:其中,L为两铰拱半跨的长度。
4.根据权利要求3所述的基于抛物线变截面拱推力影响线曲率的拱桥损伤识别方法,其特征在于:无损状态下的自变位的计算公式如下:
5.根据权利要求4所述的基于抛物线变截面拱推力影响线曲率的拱桥损伤识别方法,其特征在于:在所述步骤S2中,两铰拱的抛物线型表达式如下:y=(4fx2)/(2L)2
其中,L为两铰拱半跨的长度,x为拱结构上任意截面至拱顶处的水平距离,y为x对应的纵坐标。
6.根据权利要求1所述的基于抛物线变截面拱推力影响线曲率的拱桥损伤识别方法,其特征在于:在所述步骤S2中,当移动荷载位于无损区段时,推力影响线差值曲率为零,当移动荷载位于有损区域时,推力影响线差值曲率不为零,产生突变,进而识别损伤位置。
7.根据权利要求6所述的基于抛物线变截面拱推力影响线曲率的拱桥损伤识别方法,其特征在于:在所述步骤S3中,针对两铰拱结构损伤程度,在实际工程中,先通过推力影响线差值曲率指标进行损伤定位,测点和损伤点均确定后,通过有限元软件模拟不同损伤工况下推力影响线差值曲率幅值曲线,并拟合损伤程度—幅值关系公式,反演损伤程度,以实现损伤的量化。