[发明专利]车辆匀速通过时桥梁影响线的测定方法

摘要

本发明公开了一种车辆匀速通过时桥梁影响线的测定方法。首先，根据测试车辆的通行速度和传感器的采样频率，确定测试桥梁的影响线因子点。然后，针对所需测定影响线的测点采集动位移或动应变响应。最后，构建车辆荷载矩阵并求解桥梁影响线。本发明解决了桥梁影响线求解方程的不适定问题，从而获得更为准确的桥梁影响线。

主权项

1.车辆匀速通过时桥梁影响线的测定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1：针对测试桥梁确定影响线因子点：将跨度为L的测试桥梁分为A、B两端，选定A端为车辆的上桥端，B端为车辆的下桥端，在测点C安装动位移传感器或者动应变传感器，传感器采样频率为f，测试车辆通行速度为v，则计算测试桥梁影响线因子点的间距d为：进而计算出影响线因子点的个数q为：式中表示向下取整；设所需测定的测定桥梁影响线向量{Φ}为[Φ1Φ2…Φq]T，{Φ}为q维列向量,Φi表示需要求解的第i个影响线因子点处影响线的值，i取值:1,2,…,q；步骤2：针对所需测定桥梁影响线的测点C采集动位移或动应变响应:采用已知轴重、轴距和轴数的车辆通过桥梁，车辆的轴数为n；车辆的轴重定义为：第1轴轴重为G1、第2轴轴重为G2、依次类推，第n轴轴重为Gn；车辆的轴距定义为：第i轴与第1轴的距离为Li，i取值:1,2,…,n，其中L1＝0；以车辆第1轴从桥梁A端上桥时开始采样，从桥梁B端下桥时结束采样，若最后一次采样时车辆第1轴不在B端，则以车辆第1轴位于B端点的采样结果为最后一个采样信息，共计采样次数为q次，得到响应向量{R}为[R1 … Rq]T，{R}为q维列向量，对应的采样时间向量{t}为[t1t2 … tq]T，{t}为q维列向量，其中，ti＝(i‑1)/f，i取值(1,2,…,q)，据此根据车辆通行速度v计算测试车辆第1轴的位置向量{x}为[x1x2 … xq]T，{x}为q维列向量，其中，xi＝v(i‑1)/f，i取值(1,2,…,q‑1)；xq＝L；步骤3：构建车辆荷载矩阵:首先分别建立各车轴的荷载矩阵，以第i个车轴为例,i取:1,2，…,n：先确定第i车轴上桥时的采样时刻tm、对应采样时刻的第1轴位置xi，m和对应的采样次数m，xi，m＝v×tm   (4)再建立第i车轴的荷载矩阵为[P]i，其中[P]i为q阶方阵，[P]i中元素pj，k的定义为第k个采样时刻第j个影响线因子点上的荷载值，先令荷载矩阵[P]i中所有元素为0，即[P]i＝0，当k＜m时，此时车轴i还未上桥，记Pj，k＝0；当k≥m时，车轴i只对其左右两边第a和a+1个影响线因子点产生荷载效应，其余影响线因子点上的荷载值为零，因此，Pa，k、Pa+1，k计算公式为：a＝k‑m+1     (6)从而得到第i轴的荷载矩阵[P]i中的所有元素，然后根据式(3)～(8)依次计算第1到第n轴的荷载矩阵[P]i(i取(1，2，...，n))；最后定义车辆荷载矩阵为[P]，其中[P]为q阶方阵，则车辆的荷载矩阵为：[P]＝[P]1+[P]2+…+[P]n   (9)步骤4：求解影响线求解方程：[P]{Φ}＝{R}   (10)式中，[P]为桥梁的车辆荷载矩阵，{Φ}为待求解的影响线向量，{R}为响应向量，求解该方程即得到桥梁影响线{Φ}。