橋梁移動(dòng)荷載識(shí)別的不適定問(wèn)題研究.pdf

1、移動(dòng)荷載識(shí)別屬于結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題的范疇，而逆問(wèn)題的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是存在不適定性。大多數(shù)移動(dòng)荷載識(shí)別方法最終都轉(zhuǎn)化為線性方程組的求解，方程組的不適定往往造成不同求解方法給出不同的識(shí)別精度。本文基于第一識(shí)別法、第二識(shí)別法、時(shí)域法和頻時(shí)域法理論，結(jié)合移動(dòng)荷載識(shí)別的特點(diǎn)，提出采用預(yù)處理共軛梯度法識(shí)別橋梁移動(dòng)荷載。通過(guò)數(shù)值仿真，發(fā)現(xiàn)預(yù)處理共軛梯度法存在很多優(yōu)點(diǎn)，例如識(shí)別精度高，抗噪能力強(qiáng)，收斂速度快，初始參數(shù)易于選取等等。同時(shí)通過(guò)選取合適的預(yù)優(yōu)矩

2、陣，可以很大程度的改善移動(dòng)荷載識(shí)別中的不適定問(wèn)題。
　　 仿真結(jié)果表明：預(yù)處理共軛梯度法在方程組不適定情況下仍能給出較高的識(shí)別精度，且識(shí)別結(jié)果對(duì)噪聲影響有明顯的抵抗能力。特別當(dāng)僅僅采用彎矩響應(yīng)識(shí)別移動(dòng)荷載時(shí)，其識(shí)別精度較時(shí)域法有明顯的提高。這為移動(dòng)荷載識(shí)別方法的實(shí)際應(yīng)用打下了基礎(chǔ)，因?yàn)樵趯?shí)際情況下，測(cè)量響應(yīng)總是不可避免的包含高頻噪聲，而彎矩響應(yīng)成分多為低頻成分，不易受到噪聲的干擾，因而由其識(shí)別荷載精度也會(huì)更高。預(yù)優(yōu)矩陣的選取對(duì)預(yù)

3、處理共軛梯度法非常重要，因?yàn)樗绊懙筋A(yù)處理共軛梯度法的識(shí)別精度、抗噪性以及抗不適定性等關(guān)鍵問(wèn)題。
　　 為了進(jìn)一步檢驗(yàn)預(yù)處理共軛梯度法，也為了將這種方法推廣到現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別移動(dòng)荷載，在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展了車橋模型試驗(yàn)。利用試驗(yàn)測(cè)量的橋梁彎矩響應(yīng)數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)預(yù)處理共軛梯度法在不同工況下的識(shí)別結(jié)果。比較橋梁模態(tài)數(shù)、預(yù)處理共軛梯度法迭代次數(shù)、橋面粗糙度、車輛重量以及測(cè)點(diǎn)選擇對(duì)識(shí)別結(jié)果精度的影響后，研究結(jié)果表明：基于PCGM 方法能夠精確地識(shí)別車輛荷載