[发明专利]车辆匀速通过时桥梁影响线的测定方法

权利要求书

1.车辆匀速通过时桥梁影响线的测定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：针对测试桥梁确定影响线因子点：

将跨度为L的测试桥梁分为A、B两端，选定A端为车辆的上桥端，B端为车辆的下桥端，在测点C安装动位移传感器或者动应变传感器，传感器采样频率为f，测试车辆通行速度为v，则

计算测试桥梁影响线因子点的间距d为：

进而计算出影响线因子点的个数q为：

式中表示向下取整；

设所需测定的测定桥梁影响线向量{Φ}为[Ф₁ Ф₂…Ф_q]^T，{Φ}为q维列向量,Φ_i'表示需要求解的第i'个影响线因子点处影响线的值，i'取值:1,2,…,q；

步骤2：针对所需测定桥梁影响线的测点C采集动位移或动应变响应:

采用已知轴重、轴距和轴数的车辆通过桥梁，车辆的轴数为n；车辆的轴重定义为：第1轴轴重为G₁、第2轴轴重为G₂、依次类推，第n轴轴重为G_n；车辆的轴距定义为：第i轴与第1轴的距离为L_i，i取值:1,2,…,n，其中L₁＝0；

以车辆第1轴从桥梁A端上桥时开始采样，从桥梁B端下桥时结束采样，若最后一次采样时车辆第1轴不在B端，则以车辆第1轴位于B端点的采样结果为最后一个采样信息，共计采样次数为q次，得到响应向量{R}为[R₁…R_q]^T，{R}为q维列向量，对应的采样时间向量{t}为[t₁ t₂…t_q]^T，{t}为q维列向量，其中，t_i＝(i-1)/f，i取值1,2,…,q，据此根据车辆通行速度v计算测试车辆第1轴的位置向量{x}为[x₁ x₂…x_q]^T，{x}为q维列向量，其中，x_i＝v(i-1)/f，i取值1,2,…,q-1；x_q＝L；

步骤3：构建车辆荷载矩阵:

首先分别建立各车轴的荷载矩阵，以第i轴为例,i取:1,2，…,n：

先确定第i轴上桥时的采样时刻t_m、对应采样时刻的第1轴位置x_i，m和对应的采样次数m，

x_i，m＝v×t_m (4)

再建立第i轴的荷载矩阵为[P]ⁱ，其中[P]ⁱ为q阶方阵，[P]ⁱ中元素p_j，k的定义为第k个采样时刻第j个影响线因子点上的荷载值，先令荷载矩阵[P]ⁱ中所有元素为0，即[P]ⁱ＝0，当k＜m时，此时第i轴还未上桥，记P_j，k＝0；当k≥m时，第i轴只对其左右两边第a和a+1个影响线因子点产生荷载效应，其余影响线因子点上的荷载值为零，因此，P_a，k，P_a+1，k计算公式为：

a＝k-m+1 (6)

从而得到第i轴的荷载矩阵[P]ⁱ中的所有元素，

然后根据式(3)～(8)依次计算第1到第n轴的荷载矩阵[P]ⁱ，i取1，2，…，n；

最后定义车辆荷载矩阵为[P]，其中[P]为q阶方阵，则车辆的荷载矩阵为：

[P]＝[P]¹+[P]²+…+[P]ⁿ (9)

步骤4：求解影响线

求解方程：

[P]{Φ}＝{R} (10)

式中，[P]为桥梁的车辆荷载矩阵，{Φ}为待求解的桥梁影响线向量，{R}为响应向量，求解该方程即得到桥梁影响线向量{Φ}。