[发明专利]基于成分平均迭代算法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成分平均迭代算法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)、采用成分平均迭代算法求得多轴移动荷载的精确值。本发明只需测量桥梁位移响应即可识别多轴移动荷载，识别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

一种基于成分平均迭代算法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)＝0，3)、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)、采用成分平均迭代算法求得多轴移动荷载的精确值；通过最小二乘法由方程(2)求得车辆多轴移动荷载的初始值f0，成分平均迭代算法第b+1步迭代表示为：fb+1=fb+14STD(v-Sfb)---(4)]]>式中D为m行m列的单对角矩阵：其中sj为系统矩阵S的第j列，aij为系统矩阵S中第i行第j列的数值；采用成分平均迭代算法让初始值不断逼近车辆真实荷载，当识别精度达到要求即可停止迭代，则最后一次迭代得到的车辆各轴荷载即为识别的车辆多轴荷载。