[发明专利]板桥车辆超载安全检测识别方法

权利要求书

1.一种板桥车辆超载的检测识别方法，采用振动加速度作为基础分析数据，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：在板桥跨中断面布置与板梁数量匹配的振动测点，识别监测数据的频域特征，确定待测板桥在不含车重时的板桥结构基频统计基准量E_f0，用于提供给步骤五；其中E_f0的取值为：选取不少于24h的持续在线监测数据子样，均进行一阶自振频率识别，得到板桥基频识别结果的大样本统计分布，取统计分布的均值作为不考虑附加车辆荷截获时的板桥结构基频统计基准量E_f0；

步骤二：对待测车辆行经待测板桥的测试断面产生的振动加速度进行监测，获得待测车辆对应待测桥段处的分析样本，对分析样本进行频域特征识别，获得该待测车辆对应待测桥段处的车-桥系统基频f_1j、各测点对应基频f_1j的归一化幅值比向量{Δ}_1j；具体为：板桥由n根板梁组成，若每根板梁下均布置至少一个监测点，共n个监测点，断面频响幅值比向量{Δ}_j可表达为

{Δ}_j＝{A_j1 … A_ji … A_jn}

式中，A_ji定义为经向量{Δ}_j中最大值元素归一化后的相对比值,A_ji≤1；

步骤三：由步骤二中归一化幅值比向量{Δ}_1j计算车-桥系统基频模态振动的多板梁有效参与系数η_j；

步骤四：由步骤三中待测车辆对应的多板梁有效参与系数η_j和待测板桥设计固有参数，计算确定超载预警系数λ₀，用于提供步骤六；其中：设由n根板梁组成的板桥一阶模态振动多板梁有效参与系数η_j

由于A_ji≤1，η_j必然是不大于1的值，当η_j＝1时，问题退化至单根板梁分析情况；

式中，f₀为板桥一阶自振频率，为车-桥系统一阶自振频率，C_s为桥梁设计限载质量系数；λ₀的物理意义表示当板桥上所行驶车辆刚好达到桥梁设计车辆限载时，车-桥系统基频与不考虑附加车辆荷载桥基频的变化率；基于此，通过分析桥梁基频降低率λ_j来判定行驶于桥面的车辆是否超载；所述超载预警系数λ₀由限载质量系数Cs、桥梁设计自重、板梁设计数量n这些桥梁设计的固有属性决定，这些参数均通过查阅档案获得；

步骤五：由步骤一中的E_f0、步骤二中的f_1j计算板桥的桥梁基频降低率λ_j，用于提供步骤六；具体为：

设质量为m_j的车辆在板桥上行驶时，车-桥系统基频相较于无车的桥梁基频降低率λ_j，令

C_s,j＝m_j/M₁

式中M₁为板桥一阶模态质量，得：

式中，为车-桥系统基频，由理论表达式给出，其中，M₁为一阶模态质量、K₁为一阶模态刚度；实际工程中，就是车-桥系统频率，由实测获得；

步骤六：通过比较所述桥梁基频降低率λ_j与超载预警系数λ₀的大小关系，确定车辆是否超载，具体为

实际工程中，λ_j是通过实测获得，λ₀则通过实测和理论相结合计算获得，从而达到判定车辆是否超载的目标。