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橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)和車輛載荷的識(shí)別

目前，大多數(shù)用于識(shí)別車輛車軸載荷的方法是基于已知系統(tǒng)參數(shù)的模型。提出了一種新的識(shí)別方法，即從有限的響應(yīng)測(cè)量數(shù)據(jù)中，同時(shí)識(shí)別出車橋交互系統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)和車輛動(dòng)態(tài)軸的載荷歷程。橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)以及車軸的載荷歷程能夠從橋加速度響應(yīng)噪聲污染的測(cè)量中被準(zhǔn)確地鑒定出來。所提出的識(shí)別方法對(duì)測(cè)量的噪聲、車輛的速度和結(jié)構(gòu)參數(shù)的初步估計(jì)是不敏感的。通過增加傳感器的數(shù)量能夠提高識(shí)別的準(zhǔn)確性。對(duì)于單跨度橋，預(yù)計(jì)在垂直方向上安放3或4個(gè)單軸傳感器就能夠被準(zhǔn)確地識(shí)別。車輛模型考慮4個(gè)車輛垂向運(yùn)動(dòng)自由度。

作為一個(gè)僅僅逆向輸出的識(shí)別問題，未知軸的載荷估計(jì)被引用到迭代參數(shù)優(yōu)化過程的框架內(nèi)，目的是在測(cè)量的預(yù)測(cè)系統(tǒng)響應(yīng)之間使其誤差最小化。所確定的車輛軸載荷誤差主要出現(xiàn)在車輛進(jìn)入和退出橋梁或多跨連續(xù)梁橋的中間支撐位置上，當(dāng)其用于橋梁維修和評(píng)估時(shí)，可以忽略在那些位置上所確定的動(dòng)態(tài)軸力。

提出了貝葉斯推論，用以解決輸入軸載荷的病態(tài)最小二乘問題。對(duì)一個(gè)單跨橋和一個(gè)三跨連續(xù)橋進(jìn)行了數(shù)值分析，用來探尋所提出方法的準(zhǔn)確性和效率。對(duì)車速影響、傳感器數(shù)量、測(cè)量噪聲和鑒定結(jié)果正確性的結(jié)構(gòu)參數(shù)初步估計(jì)進(jìn)行了研究，以表明該方法的魯棒性和效率。研究表明，橋梁的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)所使用的軸載荷和結(jié)構(gòu)參數(shù)。

刊名：Mputers & Structures（英）

刊期：2015年第157期

作者：Dongming Feng et al

編譯：孫堅(jiān)