[发明专利]一种桥面移动车辆载荷的随机识别方法

摘要

本发明公开了一种桥面移动车辆载荷的随机识别方法，包括以下步骤：(1)在桥面布置光栅、应变和加速度传感器，获得移动车辆的行驶速度以及桥梁在移动车辆载荷作用下的动态应变和加速度响应；(2)对桥梁结构建立准确的结构有限元模型，并进行模型缩聚，使得缩聚后桥梁模型的自由度与动态应变信号测量部位匹配；(3)基于实测动态应变响应样本，利用KL分解技术获取桥梁随机动位移、速度和加速度的确定性成份；(4)采用直接求逆法和洪吉诺夫正则化方法识别桥面随机移动车辆载荷的确定性成份；(5)获得随机移动车辆载荷的统计特性：平均时间历程以及方差。

主权项

一种桥面移动车辆载荷的随机识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)在桥面布置光栅、应变和加速度传感器，测量获得移动车辆载荷的行驶速度以及桥梁在移动车辆载荷作用下的动态应变响应和加速度响应；(2)对桥梁结构建立有限元模型，然后进行模型缩聚，获得与实测动态应变响应信号对应自由度相匹配的缩聚后结构有限元模型及缩聚后移动车辆载荷的位置矩阵H_c，所述缩聚后结构有限元模型包括缩聚后质量矩阵M_c，缩聚后阻尼矩阵C_c和缩聚后刚度矩阵K_c；(3)基于所述步骤(1)测量获得的动态应变响应样本集，利用KL分解技术获取桥梁随机动位移确定性成份y^(j)、速度确定性成份和加速度的确定性成份其中j表示KL分解的阶数；(4)以洪吉诺夫正则化方法求解缩聚后移动车辆载荷的位置矩阵H_c的逆矩阵然后根据下式识别随机移动车辆载荷的确定性成份f^(j)(t)：$f^{\left(j\right)}\left(t\right)=H_c^{-1}[M_c{\stackrel{\·\·}{y}}^{\left(j\right)}\left(t\right)+C_c{\stackrel{\·}{y}}^{\left(j\right)}\left(t\right)+K_c{y}^{\left(j\right)}\left(t\right)]$其中，上标j表示KL分解的阶数，y^(j)(t)为桥梁在t时刻测点处随机动位移的确定性成份，为对y^(j)(t)进行时间求一阶导数的结果，即桥梁在t时刻测点处随机速度的确定性成份，为对y^(j)(t)进行时间求两阶导数的结果，即桥梁在t时刻测点处随机加速度的确定性成份；(5)根据以下公式获得随机移动车辆载荷的平均时间历程μ_F(t)以及方差μ_F(t)＝f⁽⁰⁾(t)，其中t为时间变量，上标0代表j＝0，f⁽⁰⁾(t)为t时刻j＝0时的随机移动车辆载荷的确定性成份，k_R为KL分解的截断阶数。