[发明专利]基于求解最大熵的桥面多轴移动荷载的识别方法

摘要

本发明公开了一种基于求解最大熵的桥面多轴移动荷载的识别方法，包括以下步骤1)、在桥梁底面对应位置x1,x2,…xm处分别粘贴m个位移传感器，测得桥面多轴移动车辆荷载fk(t)在x位置处t时刻的位移为v(x,t)，k＝1,2,3…，为车辆轴数；2)、建立振动微分方程；3)、对方程(1)求解；4)、建立桥梁在k轴车辆荷载作用下，由位移响应识别多轴移动荷载系统方程；5)、采用求解最大熵求得多轴移动荷载的精确值。本发明测量桥梁位移响应的方法简单且精度较高，具有良好的可行性，可广泛应用于各种类型桥梁的移动荷载识别。

主权项

一种基于求解最大熵的桥面多轴移动荷载的识别方法，其特征在于：包括以下步骤：1)、在桥梁底面对应位置x1,x2,…xm处分别粘贴m个位移传感器，测得桥面多轴移动车辆荷载fk(t)在x位置处t时刻的位移为v(x,t)，k＝1,2,3…，为车辆轴数；2)、建立车桥系统振动微分方程：取桥梁长度为L，抗弯刚度为EI，桥梁单位长度质量为ρ，考虑粘性阻尼并取阻尼系数为C，忽略桥梁的剪切变形和转动惯量，桥面多轴移动车辆荷载fk(t)以速度c自梁左端支承处向右移动，则车桥系统的振动微分方程为：ρ·∂2v(x,t)∂t2+C·∂v(x,t)∂t+EI·∂4v(x,t)∂x4=δ(x-ct)·f(t)---(1)]]>其中δ(x‑ct)是狄拉克函数；方程(1)的边界条件为：v(0,t)＝0，v(L,t)＝0，v(x,0)＝0，3)、对方程(1)求解；4)、建立桥梁在k轴车辆荷载作用下，由位移响应识别多轴移动荷载系统方程：v(m×1)＝S(m×k)·f(k×1) (2)v(m×1)为移动荷载fk(t)在x1,x2,…xm处的实际位移，且m≥k；S(m×k)为已知的系统矩阵；f(k×1)为所求的k轴移动荷载；式(2)的离散形式表示为：其中5)、采用求解最大熵求得多轴移动荷载的精确值；由方程(2)可求得多轴荷载的初始解f0，则最大熵原理的第b+1步迭代可表示为：f(b+1)＝f(b)+αbP(b)         (4)P(b+1)=-▿F(f(b+1))+βbP(b)---(5)]]>其中参数αb需满足函数F(f(b)+αbP(b))为最小正数；βb=(▿F(f(b+1)-▿F(f(b))T▿F(f(b+1))||▿F(f(b+1))||22---(6)]]>F(f)=||S·f-v||22+λ2Σi=1kfilog(ωifi)---(7)]]>其中fi是i第轴荷载，ωi是i个加权值，λ为计算系数；F(f)的梯度为：▿F(f)=2ST(S·f-v)+λ21+log(ω1x1)...1+log(ωbxb)---(8)]]>当由最大熵原理得到的第b+1步迭代多轴荷载f(b+1)与第b步迭代多轴荷载f(b)差值小于等于限定值时，即可取f(b+1)作为识别的多轴移动荷载。