基于有限元模型修正的多梁式橋梁移動(dòng)荷載識(shí)別.pdf

1、公路交通荷載調(diào)查是確定新橋設(shè)計(jì)荷載、橋梁時(shí)變可靠性分析、既有橋梁剩余壽命預(yù)測(cè)、極限承載能力計(jì)算以及隨機(jī)車流仿真模擬等研究的重要基礎(chǔ)之一。而橫向位置和車重參數(shù)識(shí)別是交通荷載調(diào)查至關(guān)重要的內(nèi)容。以往的車重通常采用動(dòng)態(tài)稱重設(shè)備(WIM)進(jìn)行采集。但由于安裝復(fù)雜和養(yǎng)護(hù)費(fèi)較高等不足，使得這種方法具有很大的局限性。在這種情況下，由橋梁動(dòng)響應(yīng)間接識(shí)別移動(dòng)車輛荷載的方法應(yīng)運(yùn)而生。但是，這些方法均存在不同程度的局限性，不宜進(jìn)行數(shù)據(jù)量龐大的交通荷載識(shí)別。因

2、此，提出一種簡(jiǎn)單、快速、有效的移動(dòng)荷載識(shí)別方法，確定大規(guī)模交通荷載的各關(guān)鍵參數(shù)，具有非常重要的意義。
　　 首先對(duì)既有移動(dòng)荷載識(shí)別的理論和方法進(jìn)行回顧，在此基礎(chǔ)上提出了一種基于有限元模型修正的多梁式橋梁移動(dòng)荷載識(shí)別方法，并詳細(xì)闡述該方法的思路及關(guān)鍵技術(shù)，然后以簡(jiǎn)支空心板梁橋和連續(xù)T梁橋?yàn)楣こ虒?shí)例進(jìn)行移動(dòng)荷載識(shí)別，驗(yàn)證識(shí)別方法的準(zhǔn)確性和可靠性，然后利用該識(shí)別方法按車型分類批量識(shí)別出交通荷載調(diào)查中所有單車過(guò)橋車輛的橫向位置及車重參數(shù)

3、。本文主要研究?jī)?nèi)容為：
　　 1、以有限元模型修正、低通濾波器設(shè)計(jì)以及多梁式車橋耦合振動(dòng)程序?yàn)榛A(chǔ)，提出了基于有限元模型修正的多梁式橋梁移動(dòng)荷載識(shí)別方法。對(duì)移動(dòng)荷載識(shí)別的基本思路進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，闡述有限元模型修正理論，濾波設(shè)計(jì)方法，并介紹多主梁車橋耦合振動(dòng)分析思路，編制相應(yīng)分析模塊；
　　 2、以一座簡(jiǎn)支空心板梁橋?yàn)楣こ虒?shí)例，首先采用Butterworth低通濾波器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)24小時(shí)采集到的所有過(guò)橋車輛產(chǎn)生的橋梁動(dòng)位移信號(hào)進(jìn)行

4、濾波處理，提取靜力響應(yīng)極值，并嚴(yán)格按照車型進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)；其次通過(guò)對(duì)觀測(cè)橋梁進(jìn)行基于靜力試驗(yàn)的有限元模型修正，建立能夠反映橋梁真實(shí)狀態(tài)的基準(zhǔn)有限元模型；然后將修正后的有限元模型輸入至自行研制的多梁式車橋耦合振動(dòng)程序，以車型和行駛車道為單位，計(jì)算并繪制橫向位置識(shí)別曲線和車重識(shí)別曲面；以靜力響應(yīng)極值為依據(jù)，進(jìn)行分車道、分車型的移動(dòng)荷載識(shí)別，并對(duì)識(shí)別結(jié)果的準(zhǔn)確性驗(yàn)證；最后按照車型、車道分類批量識(shí)別全天5022輛單車過(guò)橋車輛的參數(shù)，并對(duì)識(shí)別結(jié)果進(jìn)

5、行分析。
　　 3、選取一座六跨連續(xù)T梁橋?yàn)楣こ虒?shí)例，首先將采集到兩時(shí)段324輛車的動(dòng)態(tài)信號(hào)進(jìn)行濾波，提取靜力響應(yīng)極值；其次靜力修正后有限元模型輸入多梁式車橋耦合振動(dòng)程序，計(jì)算并繪制橫向位置識(shí)別曲線和車重識(shí)別曲面；對(duì)不同車型橫向位置識(shí)別曲線坐標(biāo)值進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證分類方法的可行性；以靜力響應(yīng)極值為依據(jù)，識(shí)別移動(dòng)荷載，并對(duì)識(shí)別結(jié)果的準(zhǔn)確性驗(yàn)證；最后批量識(shí)別兩樣本全部單車過(guò)橋車輛的參數(shù)，并對(duì)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行分析。通過(guò)以上過(guò)程對(duì)識(shí)別方法的適用