[发明专利]车辆非匀速通过时桥梁影响线的测定方法

说明书

本发明公开了一种车辆非匀速通过时桥梁影响线的测定方法，包括：（1）获得所需测定影响线的离散测点的响应向量；（2）采集车辆非匀速过桥的实时车轴位置信息；（3）确定所需测定影响线的离散测点的间距；（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，获得修正过的设定车轴的位置向量，并构造车轴位置矩阵；（5）基于步骤（4）中车轴位置矩阵，建立车辆荷载矩阵；（6）基于所述响应向量和所述车辆荷载矩阵建立方程，求解前述方程获得桥梁影响线向量。本发明一方面解决了实际测试中无法精确保证车辆匀速通过桥梁的问题，另一方面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。

技术领域

本发明属于土木工程应用技术领域，具体涉及一种车辆非匀速通过时桥梁影响线的测定方法。

背景技术

影响线是桥梁的固有特性，物理意义明确，含丰富的桥梁局部信息，新桥的成桥实验和旧桥的检测评估中常包含测量影响线。基于影响线实测结果可以进一步实现桥梁承载力的快速检测。因此，准确测定桥梁的实际影响线具有重要的工程应用价值。目前，国内外学者针对桥梁影响线的测定方法开展了一些研究工作。公告号为CN104819813B的中国发明专利，提出了一种桥梁影响线动态测试方法，该方法存在两点不足：一是只能测量应变影响线，二是车辆必须匀速通过桥梁，而实际测试时车辆根本无法精确保证匀速通过桥梁。公告号为CN105973619A的中国发明专利申请，提出了一种结构健康监测系统下基于影响线的桥梁局部损伤识别方法，该方法也要求车辆匀速通过桥梁，此外该方法由于响应采样点个数和影响线离散测点个数不同，导致影响线识别是一个不适定方程的求解，必须采用优化迭代方法求解。不仅计算复杂，而且识别的影响线是不唯一的，准确性无法得到保证。因此，桥梁影响线测定方法需要从准确性和工程实用性两个方面进一步深入研究。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种车辆非匀速通过时桥梁影响线的测定方法，一方面解决了实际测试中无法精确保证车辆匀速通过桥梁的问题，另一方面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。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种车辆非匀速通过时桥梁影响线的测定方法，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；

(2)采集车辆非匀速过桥的实时设定车轴位置信息；

(3)确定所需测定影响线的离散测点的间距；

(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；

(5)基于步骤(4)中的车轴位置矩阵，建立车辆荷载矩阵；

(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。

进一步地，所述步骤(1)具体包括以下步骤：

(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。

进一步地，所述步骤(1.2)中，若最后一次采样时车辆的设定车轴不在桥梁末端，则以到达桥梁末端前最后一次采样结果作为最后一个采样数据。

进一步地，所述步骤(1.2)的响应为动位移响应或动应变响应。