[发明专利]一种基于Newmark法的超高支架外部荷载识别方法和系统

说明书

本申请提供了一种基于Newmark法的超高支架外部荷载识别方法和系统。该方法中，根据外部荷载激励下超高支架的系统运动方程，基于Newmark‑β法，计算外部荷载激励下超高支架的振动输入响应；根据振动输入响应和采集的外部荷载激励下超高支架的振动输出响应，基于Newmark法，建立外部荷载与超高支架的耦合动力系统的荷载矩阵与输出响应的理论模型；基于Tikhonov正则化方法，根据耦合动力系统的荷载矩阵与输出响应的理论模型，对超高支架的外部荷载进行识别。籍此，在超高支架受到多变的外界环境因素影响时，可以及时有效的发现施工过程中的结构不稳定因素，以便采取有效措施进行纠正，提高了超高支架施工的安全性。

技术领域

本申请涉及工程施工技术领域，特别涉及一种基于Newmark法的超高支架外部荷载识别方法和系统。

背景技术

随着我国交通运输网络的逐步发展与完善，桥梁工程逐步朝山区延伸，建设在山区桥梁的施工更多采用现浇技术。支架承受着混凝土未凝结前整体的全部重量，外界多变的环境因素极大的影响着桥梁施工的进度及安全。

在混凝土结构工程浇注施工中，支架主要是采用圆钢管相互连接，但是随着模板支架的增高及承受混凝土荷载增大等各方面的原因，因支架而导致的工程施工问题屡见不鲜，造成了惨痛的伤亡和巨大的财产损失，目前，现浇混凝土采用的支架因杆件与连接件比较多，结构复杂，传统支架的管理(设计、安装等)主要依赖施工人员的技术水平，施工过程中的结构的不稳定因素都不能及时的发现和纠正，难以满足安全施工的需要。

因而，亟需提供一种针对上述现有技术不足的技术方案。

发明内容

本申请的目的在于提供一种基于Newmark法的超高支架外部荷载识别方法和系统，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

本申请提供一种基于Newmark法的超高支架外部荷载识别方法，包括：步骤S101、根据所述外部荷载激励下所述超高支架的系统运动方程，基于Newmark-β法，计算所述外部荷载激励下所述超高支架的振动输入响应；步骤S102、根据所述振动输入响应和采集的所述外部荷载激励下所述超高支架的振动输出响应，基于Newmark法，建立所述外部荷载与所述超高支架的耦合动力系统的荷载矩阵与输出响应的理论模型；步骤S103、基于Tikhonov正则化方法，根据所述耦合动力系统的荷载矩阵与输出响应的理论模型，对所述超高支架的所述外部荷载进行识别。

优选的，所述超高支架的振动输入响应包括所述外部荷载作用下所述超高支架的加速度、速度和位移向量；所述外部荷载激励下所述超高支架的系统运动方程为：

其中，

M、C、K分别为所述超高支架的总质量矩阵、总阻尼矩阵和总刚度矩阵；F(t)为所述超高支架的结构上所述外部荷载的向量；X(t)分别为所述外部荷载作用下所述超高支架的加速度、速度和位移向量。

优选的，按照公式：

/

确定所述外部荷载作用下所述超高支架在t_i+1时刻的所述位移输入响应X(t_i+1)；

按照公式：

确定所述外部荷载作用下所述超高支架在t_i+1时刻的所述速度输入响应

按照公式：

确定所述外部荷载作用下所述超高支架在t_i+1时刻的所述加速度输入响应

其中，