1.一种城市道路桥梁损伤监测维护系统,其特征在于:包括:
数据收集模块:用于采集桥梁关键位置处的集中荷载、剪切荷载、桥梁截面宽度和桥梁截面厚度,并将数据存储到数据库中;
整理模块:用于将集中荷载、剪切荷载、桥梁截面宽度和桥梁截面厚度输入,整理模块基于集中荷载的数量和剪切荷载的数量输出第i个集中荷载的大小、第j个剪切荷载的大小、第j个剪切荷载作用下的桥梁截面宽度和第j个剪切荷载作用下的桥梁截面厚度;
计算模块:用于将第i个集中荷载的大小、第j个剪切荷载的大小、第j个剪切荷载作用下的桥梁截面宽度和第j个剪切荷载作用下的桥梁截面厚度输入至计算模块,计算模块输出桥梁结构的应力状态评估值、损伤程度值和桥梁加固的优化值,基于桥梁结构的应力状态评估值和损伤程度值设定初步的维护加固设计参数,并通过桥梁加固的优化值进行维护加固的优化;
处理模块:基于桥梁加固的优化值制定详细的加固施工方案,并进行施工,并在维护加固的过程中持续对桥梁进行监控,然后根据桥梁监控数据和维护加固施工后的桥梁性能进行总结;
其中,所述计算模块包括桥梁应力子模块、桥梁损伤子模块和维护加固子模块;
所述桥梁应力子模块的计算公式如下:
;
其中:
AUGB指代桥梁结构的应力状态评估值;
n指代集中荷载的数量、m指代剪切荷载的数量、PAUi指代第i个集中荷载的大小、LAUi指代第i个集中荷载到桥梁支点的距离、YAUi指代第i个集中荷载作用下的应力系数、AAUi指代第i个荷载作用下的桥梁截面面积、VAUj指代第j个剪切荷载的大小、IAUj指代第j个剪切荷载作用下的截面惯性矩、BAUj指代第j个剪切荷载作用下的桥梁截面宽度、TAUj指代第j个剪切荷载作用下的桥梁截面厚度、(PAUi×LAUi×YAUi)/AAUi指代第i个集中荷载在桥梁截面上产生的正应力;
所述桥梁应力子模块的处理过程如下:将第i个集中荷载的大小PAUi、第j个剪切荷载的大小VAUj、第j个剪切荷载作用下的桥梁截面宽度BAUj和第j个剪切荷载作用下的桥梁截面厚度TAUj输入至桥梁应力子模块中,并基于第i个集中荷载作用下的应力系数输出桥梁结构的应力状态评估值AUGB;
所述桥梁损伤子模块的计算公式如下:
;
其中:
DDRT指代损伤程度值;
α指代可调参数、AUGS指代桥梁结构的实测应力值、DDA指代变形量评估值、DDB指代桥梁结构实测变形量、(AUGB-AUGS)和(DDA-DDB)分别指代应力状态评估值与实测值之间、变形量评估值与实测值之间的偏差,这两个偏差用于衡量评估值与实测值之间的差异程度,是计算损伤程度的基础;
所述桥梁损伤子模块的处理过程如下:将桥梁结构的应力状态评估值AUGB输入至桥梁损伤子模块中,并基于可调参数α和桥梁结构的实测应力值AUGS输出损伤程度值DDRT;
所述维护加固子模块的计算公式如下:
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其中:
PSVL指代桥梁加固的优化值;
PSA指代加固材料的面积、PSB指代加固材料的弹性模量、PSV指代桥梁结构的面积、PSN指代桥梁结构的弹性模量、ASA指代安全参数、A1指代成本的权重系数、PSSA指代加固的成本、A2指代施工难度的权重系数、PSSB指代加固的施工难度;
所述维护加固子模块的处理过程如下:将桥梁结构的应力状态评估值AUGB和损伤程度值DDRT输入至维护加固子模块,并基于加固材料的面积PSA和桥梁结构的面积PSV输出桥梁加固的优化值PSVL。
2.根据权利要求1所述的城市道路桥梁损伤监测维护系统,其特征在于:所述数据收集模块中;
所述集中荷载的采集过程为:在桥梁的车道和桥墩周围,安装动态称重传感器,用于实时监测通过桥梁的车辆荷载;
所述剪切荷载的采集过程为:在桥梁的梁与柱的连接处安装剪切传感器,用于测量剪切荷载。
3.根据权利要求1所述的城市道路桥梁损伤监测维护系统,其特征在于:所述数据收集模块中;
所述桥梁截面宽度和桥梁截面厚度的采集过程为:通过桥梁结构的设计图纸获取桥梁截面的几何尺寸,同时使用测量工具对现场进行复核测量。
4.根据权利要求1所述的城市道路桥梁损伤监测维护系统的监测维护方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤S1:通过数据收集模块采集桥梁关键位置处的集中荷载、剪切荷载、桥梁截面宽度和桥梁截面厚度,并将数据存储到数据库中;
步骤S2:将集中荷载、剪切荷载、桥梁截面宽度和桥梁截面厚度输入至整理模块中,整理模块基于集中荷载的数量和剪切荷载的数量输出第i个集中荷载的大小、第j个剪切荷载的大小、第j个剪切荷载作用下的桥梁截面宽度和第j个剪切荷载作用下的桥梁截面厚度;
步骤S3:将第i个集中荷载的大小、第j个剪切荷载的大小、第j个剪切荷载作用下的桥梁截面宽度和第j个剪切荷载作用下的桥梁截面厚度输入至计算模块中,计算模块输出桥梁结构的应力状态评估值、损伤程度值和桥梁加固的优化值,基于桥梁结构的应力状态评估值和损伤程度值设定初步的维护加固设计参数,并通过桥梁加固的优化值进行维护加固的优化;
步骤S4:基于桥梁加固的优化值,处理模块指定制定详细的加固施工方案,并进行施工,并在维护加固的过程中持续对桥梁进行监控,然后根据桥梁监控数据和维护加固施工后的桥梁性能进行总结。