[发明专利]一种基于测量车振动响应的桥面响应重构方法

权利要求书

1.一种基于测量车振动响应的桥面响应重构方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将若干加速度传感器固定在单轴测量车的车轴上；

2)牵引设备为单轴测量车提供动力，令单轴测量车匀速驶过待测桥梁；在单轴测量车行使过程中，信号采集系统实时接收加速度传感器发送的加速度数据；

3)信号采集系统根据接收到的加速度数据计算单轴测量车的第一加速度响应和第二加速度响应

其中，第一加速度响应和第二加速度响应分别如下所示：

式中，左右两传感器间距d_s＝d_sl+d_sr；分别表示左加速度传感器、右加速度传感器监测到的加速度数据；d_sl和d_sr表示左加速度传感器、右加速度传感器至车轴重心的距离；

4)建立单轴测量车匀速驶过待测桥梁的运动微分方程；

5)基于单轴测量车匀速驶过待测桥梁的运动微分方程，建立桥梁接触点加速度响应与车体加速度响应之间的关系方程；

桥梁接触点加速度响应与车体加速度响应之间的关系方程如下所示：

式中，分别表示桥梁左、右接触点的加速度响应；其中，桥梁左接触点为单轴测量车左车轮与桥梁的接触点，右接触点为单轴测量车右车轮与桥梁的接触点；

其中，参数F₁(t)、参数F₂(t)分别如下所示：

式中，d为车轴长度；

6)对桥梁接触点加速度响应进行解耦，得到解耦方程；

解耦方程如下所示：

其中，参数G_l(t)和参数G_r(t)如下所示：

第一加速度响应对时间的一阶导数、二阶导数如下所示：

第二加速度响应对时间的一阶导数、二阶导数如下所示：

式中，i为离散样本点序号；

7)解算解耦方程，得到桥梁表面加速度响应；

桥梁表面连续加速度响应如下所示：

其中，桥梁表面连续加速度响应的离散表达式如下：

式中，G_j|_i为G_j(τ)离散化的表达形式。

2.根据权利要求1所述的一种基于测量车振动响应的桥面响应重构方法，其特征在于：所述加速度传感器的数量为偶数；加速度传感器均布在单轴测量车的车轴两端，从而监测车轴的竖向加速度，

所述第一加速度响应和第二加速度响应分别为单轴测量车车轴重心处竖向加速度响应和沿车轴转动加速度响应。

3.根据权利要求1所述的一种基于测量车振动响应的桥面响应重构方法，其特征在于：所述加速度传感器的数量为偶数；

加速度传感器固定在单轴测量车的车轴重心，一部分加速度传感器监测单轴测量车车体的竖向加速度，另一部分加速度传感器监测单轴测量车车体沿车轴转动的加速度。

4.根据权利要求3所述的一种基于测量车振动响应的桥面响应重构方法，其特征在于：所述第一加速度响应为单轴测量车的竖向加速度响应，第二加速度响应为单轴测量车车体沿车轴的转动加速度响应。

5.根据权利要求1所述的一种基于测量车振动响应的桥面响应重构方法，其特征在于，单轴测量车匀速驶过待测桥梁的运动微分方程如下所示：

式中，m_v和J_v分别为测量车车体质量和转动惯量，y_v和θ_v分别为单轴车重心竖向和沿车轴转动位移，u_cj表示车轮与桥梁接触点位移；j＝l，r；l表示左车轮；r表示右车轮；c_vj表示车轮阻尼，k_vj表示车轮弹性刚度，d_j表示车轮重心到车轴重心的距离；t表示时间；表示单轴测量车的速度；表示车轮与桥梁接触点的速度。