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橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)和車輛載荷的識別

目前，大多數(shù)用于識別車輛車軸載荷的方法是基于已知系統(tǒng)參數(shù)的模型。提出了一種新的識別方法，即從有限的響應(yīng)測量數(shù)據(jù)中，同時識別出車橋交互系統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)和車輛動態(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)噪聲污染的測量中被準(zhǔn)確地鑒定出來。所提出的識別方法對測量的噪聲、車輛的速度和結(jié)構(gòu)參數(shù)的初步估計是不敏感的。通過增加傳感器的數(shù)量能夠提高識別的準(zhǔn)確性。對于單跨度橋，預(yù)計在垂直方向上安放3或4個單軸傳感器就能夠被準(zhǔn)確地識別。車輛模型考慮4個車輛垂向運動自由度。

作為一個僅僅逆向輸出的識別問題，未知軸的載荷估計被引用到迭代參數(shù)優(yōu)化過程的框架內(nèi)，目的是在測量的預(yù)測系統(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估時，可以忽略在那些位置上所確定的動態(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。對一個單跨橋和一個三跨連續(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。對車速影響、傳感器數(shù)量、測量噪聲和鑒定結(jié)果正確性的結(jié)構(gòu)參數(shù)初步估計進(jìn)行了研究，以表明該方法的魯棒性和效率。研究表明，橋梁的動態(tài)響應(yīng)能夠準(zhǔn)確地預(yù)測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