(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210557727.4 (22)申请日 2022.05.19 (71)申请人 安徽建筑大学 地址 230000 安徽省合肥市经济技 术开发 区紫云路292号 (72)发明人 周宇　张德伟　许成超　李萌　 刘润洲　尚稳齐　甘露一　万杨旭　 (74)专利代理 机构 合肥昊晟德专利代理事务所 (普通合伙) 3415 3 专利代理师 何梓秋 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于悬链线无铰拱挠度影响线曲率的拱桥 损伤检测方法 (57)摘要 本发明公开了基于悬链线无铰拱挠度影响 线曲率的拱桥损伤检测方法， 属于拱桥损伤检测 技术领域。 本发 明以无铰拱桥主要受力构件拱肋 为研究对象， 通过构建不同损伤工况下挠度影 响 线差值曲率幅值曲线， 拟合损伤 程度—幅值关系 公式， 并反演损伤程度， 实现损伤程度的精确定 量， 并结合某上承式箱型拱桥结构模型算例验 证， 表明所提损伤识别方法用于拱桥结构损伤识 别效果良好， 具有工程应用价值， 值得被推广使 用。 权利要求书3页 说明书10页 附图9页 CN 115081059 A 2022.09.20 CN 115081059 A 1.基于悬链线无铰拱挠度影响线曲率的拱桥损伤检测方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： S1： 建立损伤状态下无铰拱体系， 通过降低结构局部弹性模量进而降低刚度来模拟损 伤， 损伤后的抗弯刚度和抗拉刚度分别为EI ′、 EA′， 并推导损伤状态下悬链线 无铰拱的冗力 影响线积分表达式； S2： 建立损伤状态下无铰拱任意测 点G下的挠度计算图， 通过截面挠度与冗力x1′、 x2′、 x3′的力学关系， 求 解结构损伤状态下任意截面G的挠度影响线的积分表达式； S3： 将结构损伤后的挠度影响线ΔG′与无损挠度影响线ΔG做差， 并求其二阶导进行分 析， 通过挠度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所述的基于悬链线无铰拱挠度影响线曲率的拱桥损伤检测方法， 其 特征在于： 在所述 步骤S1中， 损伤状态下 悬链线无铰拱的冗力影响线积分表达式如下： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115081059 A 2其中， δ11′、 δ22′、 δ33′为柔度系数， 即无铰拱结构常变位， Δ1P′、 Δ2P′、 Δ3P′为自由项， 即 无铰拱结构载变位， a为悬索线拱 形参数， xm为移动荷载横坐标， (d ‑ε,d+ ε )为损伤区段。 3.根据权利要求2所述的基于悬链线无铰拱挠度影响线曲率的拱桥损伤检测方法， 其 特征在于： 在所述步骤S1中， 损伤状态下悬链线无铰拱 的冗力影响线积分表达式的推导过 程如下： S11： 建立损伤状态下 无铰拱基本体系； S12： 采用弹性中心法简化力法方程， 得到： S13： 对于等截面悬链线无铰拱结构， 采用悬索线拟合简化拱轴线弧微分， 即 ds＝ch(x/ a)dx； S14： 分析移动荷载与测点、 损伤区段的相对位置关系， 推导冗力影响线积分表达式。 4.根据权利要求2所述的基于悬链线无铰拱挠度影响线曲率的拱桥损伤检测方法， 其 特征在于： 在所述 步骤S2中， 结构损伤状态下任意截面G的挠度影响线的积分表达式如下： 其中， Δ′G为G点挠度， ΔGP为移动荷载在G点产生的挠度， ΔG1、 ΔG2、 ΔG3分别为冗力x1′、 x2′、 x3′在G点产生的挠度， 冗力x1′＝‑Δ1P′/δ11′、 x2′＝‑Δ2P′/δ22′、 x3′＝‑Δ3P′/δ33′， 把相 应常变位、 载变位 参数带入即可求 解。 5.根据权利要求4所述的基于悬链线无铰拱挠度影响线曲率的拱桥损伤检测方法， 其 特征在于： 在所述步骤S3中， 将ΔG′表达式中损伤的弹性模量E ′替换为E即可得到无损挠度 影响线ΔG表达式。 6.根据权利要求5所述的基于悬链线无铰拱挠度影响线曲率的拱桥损伤检测方法， 其 特征在于： 在所述步骤S3中， 求解得出损伤前后拱肋任意截面G挠度影响线差值曲率(ΔG‑ ΔG′)″分为下列五种情况： 第一种： 当 ‑l≤xm≤0时， (ΔG‑ΔG′)″＝0； 第二种： 当0 ≤xm≤d‑ε 时， (ΔG‑ΔG′)″＝0； 第三种： 当d ‑ε≤m≤+ εx时，权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115081059 A 3