[发明专利]一种单车通过多梁式桥梁的车辆荷载识别方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑和交通桥梁技术领域，具体地说，涉及一种单车通过多梁式桥梁的车辆荷载识别方法。

背景技术

车辆荷载识别一直是桥梁工程领域的专家学者们研究讨论的重点，车辆荷载是交通调查的重要内容，只有得到更为符合实际的交通调查数据，才能更好地得到符合当地的实际的交通数据，进而为各地区的桥梁安全评价和性能评定提供更好的数据支撑。

目前较为准确识别车辆荷载的方法是采用动态称重系统(weigh-in-motion,WIM)，WIM可以在不影响正常交通的情况下对车辆的轴重和轴距进行识别，但是实际使用中WIM系统的硬件极易发生损伤导致车辆荷载的识别出错，且WIM得到的数据经常存在很多的病态数据，包括轴距很大以及轴重很小等等情况。另外WIM的安装成本和维修代价也较高，WIM在现实中的应用具有较大的局限性，实际桥梁工程中采用的较少。

在这种现实条件下，提出一种简单易行，并且识别结果可靠的车辆荷载识别方法具有非常重大的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种简单并且易于批量进行的车辆荷载识别方法，通过车辆通过桥梁时的桥梁响应来反算车辆的重量，并对大型车在得到车辆的重量之后按照轴载分配比例得到各轴的轴重，此外还采用优度拟合的方法对小型车的总重和大型车的轴重进行优度拟合，得到车重与轴重服从的分布及其参数，获得大型车各轴的轴重分布，从而建立更加符合实际的车辆模型，得到桥梁在车辆荷载作用下的响应，从而更好的对桥梁的安 全性能进行评价，为桥梁的长期安全性能评定提供依据。

为了达到上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种单车通过多梁式桥梁的车辆荷载识别方法，所述的车辆荷载识别方法的具体步骤如下：

1).进行交通荷载调查，用摄像机记录所调查地区路段通过车辆的类型，对采集到的数据的车型结合车辆规范中的车辆车重、轴数、轴距、轴重参数将该地区交通荷载进行分类，并加以汇总；

2).在识别桥梁各片梁跨中底部放置动挠度计，利用该装置采集车辆过桥时的桥梁跨中动力响应信息，得到动挠度曲线，然后去除曲线中因冲击作用引起的动力响应信息，保留实际车辆过桥的静力挠度响应数据；

3).建立符合对应桥梁实际的有限元梁格法模型，计算不同车型在桥面横向位置变动时各片主梁的竖向位移的分配比例，得到单车通过桥梁时的空间响应面；

4).实测时根据实际车辆单车过桥时桥梁各片主梁的竖向位移分配关系，对应理论各片主梁的竖向位移分配关系，计算得到待识别车辆在桥面行驶的横向位置；

5).根据记录下的车辆车型，识别的车辆通过时的横向位置，以及相应的各片主梁在车辆通过时的静力响应极值，结合已得到的单车通过桥梁时的主梁空间响应面插值得到待识别车辆的车重；

6).在识别出每类车的车重以后，对于小型车无需进行分轴识别，而对大型车进行分轴识别，即识别出大型车每个车的轴重：根据大型车不同车型在空载、半载和满载三种载重情况下的轴载分配比值，将车重按轴载分配比值进行分配即可得到每一辆大型车的各轴轴重；

7).在得到所有车的车重、轴重数据之后，对小型车整车车重和大型车各轴轴重进行数理统计分析，对得到车重、轴重以及横向位置数据的参数分布类型进行判断并进行优度拟合检验。

进一步，在步骤1)中，所述的车辆可按照车型分为5大类共计12小类。

进一步，在步骤2)中，利用动挠度测试仪采集待识别车辆通过时的桥梁动力响应信号，对随机不同重量的车辆单车过桥时各片梁的动挠度曲线进行小波变换降噪处理，降噪后得到静力挠度响应数据。

进一步，在步骤4)中，车辆在桥面行驶的横向位置可通过车辆横向位置识别法得到：根据车辆行驶位置分为超车道识别和行车道识别；分别选择位于超车道和行车道两侧的主梁，得到这两片主梁在待识别车辆通过时的动挠度曲线，采用小波变换降噪的方法去除动挠度曲线中因冲击作用引起的动力响应信息，保留实际车辆过桥的静力挠度响应数据，根据小波变换降噪后两片梁的静力极值之比，结合竖向位移分配关系，插值计算得到待识别车辆在桥面行驶的横向位置。