[发明专利]车辆非匀速通过时桥梁影响线的测定方法

权利要求书

1.一种车辆非匀速通过时桥梁影响线的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)针对所需测定影响线的离散测点进行测量，获得响应向量；

(1.1)设定第一采样频率为f；

(1.2)以车辆的设定车轴从桥梁始端上桥时开始采样，从桥梁末端下桥时结束采样，共计采样q次，对各离散测点进行响应测量；

(1.3)获得响应向量{R}为[R₁R₂…R_q]^T，R_m表示第m次响应值，m取值为1,2,…q；

(2)采集车辆非匀速过桥的实时设定车轴位置信息；

(2.1)设定第二采样频率为f_g；

(2.2)以车辆的设定车轴从桥梁始端上桥时开始采样，从桥梁末端下桥时结束采样，共计采样p次，对车辆的设定车轴的实时位置进行采样；

(2.3)获得车辆设定车轴的位置向量{d}为[d₁d₂…d_p]^T，其中，d₁＝0；与设定车轴位置对应的采样时间向量{t}为[t₁t₂…t_p]^T，其中，t_i＝(i-1)/f_g，i取值1,2,…p；

(3)确定所需测定桥梁影响线的离散测点的间距；

所需测定桥梁影响线的离散测点沿桥长等间距布置，离散测点的数量等于响应采样次数q，桥梁影响线离散测点的间距x为：

式中：L表示桥梁跨度；

所需测定的影响线向量{φ}为[φ₁φ₂…φ_q]^T，φ_n表示需要求解的第n个离散测点处影响线的值，n取值为1,2,…q；

(4)建立每一次采集响应时对应的设定车轴的位置求解方程，求解前述方程获得修正过的设定车轴的位置向量，结合车辆轴距，构造车轴位置矩阵；

所述步骤(4)具体为：

(4.1)求解第m次响应对应的时刻T_m：

m取值为1,2,…q；

(4.2)确定时刻T_m位于设定车轴位置采样时间向量{t}的哪两个元素之间，即计算：

式中，表示向下取整，则T_m时刻处于设定车轴位置采样时间向量t_s与t_s+1之间；s是采样时间向量的阶次；

(4.3)计算出T_m时刻车辆设定车轴的位置：

若T_m＞t_p，则令d_m′＝L；

(4.4)对所有q次响应使用公式(2)～(4)进行处理，得到修正后车辆设定车轴的位置向量{d'}为[d'₁d'₂…d'_q]^T；

(4.5)根据车辆设定车轴的位置向量{d'}和车辆轴距构造车轴位置矩阵[D]，[D]为q×z阶矩阵，[D]中每个元素D_m,j表示第m次响应采样时第j个车轴距桥梁始端的距离，m取值为1,2,…q，j的取值为1,2,…z，D_m,j计算公式为：

D_m,j＝d_m'-L_j (5)

若D_m,j＜0，表明第m次响应采样时第j个车轴还未上桥，则令D_m,j＝0，z表示车辆的轴数；L_j为第j轴与第1轴的距离，j的取值1,2,…,z，其中L₁＝0；

(5)基于步骤(4)中的车轴位置矩阵，建立车辆荷载矩阵；

所述步骤(5)具体为：

(5.1)定义车辆荷载矩阵为[P]，[P]为q阶方阵；

(5.2)首先将车辆荷载矩阵[P]中所有元素均设为0，即令[P]＝0；然后，根据第m次响应采样时第j个车轴距桥梁始端的距离D_m,j对车辆荷载矩阵[P]中的相应元素进行赋值：

式中，G_j表示第j个车轴轴重；

(5.3)对步骤(4)中得到的车轴位置矩阵[D]中的每一个元素D_m,j使用公式(6)～(8)进行处理，得到车辆荷载矩阵[P]；

(6)基于步骤(1)中的响应向量和步骤(5)中的车辆荷载矩阵建立桥梁影响线求解方程，求解前述桥梁影响线求解方程获得桥梁影响线向量，完成车辆非匀速通过时桥梁影响线的测定。