非匀速算法在桥梁动态称重系统中的应用研究

发布时间：2023-05-05 21:43

　　桥梁动态称重(Bridge weigh in motion:BWIM)系统是基于桥梁动态响应来识别车辆轴重。Moses所提出的基于桥梁影响线来快速识别过桥车辆轴重的算法是BWIM中较为常用的方法,也是目前商用BWIM系统采用的算法,所以获得符合实际桥梁结构的影响线对于提高所识别轴重的精度至关重要。但是该方法受桥梁的动态效应的影响较大,且会导致病态问题的出现。此外,目前的影响线算法仅考虑车辆以恒速行驶通过标定桥梁的情况,其应用范围有限。本文以美国阿拉巴马州I-78的一座简支梁桥为例,对Moses算法进行了多方面的深入研究,主要完成了以下工作:(1)以具有任意数量车轴的车辆为例,推导了Moses算法的计算公式,并用标定试验和随机车流试验验证了其有效性。结果表明Moses算法在计算总轴重和组轴时误差较小,在可接受范围之内,而单轴的误差较大,识别精度有待提高。(2)基于Moses影响线算法提出了一种拟静态影响线算法,并在标定试验和随机车流试验中验证了其有效性。拟静态影响线是由标定所得到的影响线过滤掉其动态部分所得,其理论依据是建立在影响线与应变的频谱分析的基础上。两种试验的计算结果表明拟静态影...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
    1.2 桥梁动态称重系统的研究与发展
        1.2.1 桥梁动态称重系统简介
        1.2.2 桥梁动态称重理论及发展动态
        1.2.3 Moses理论局限性及发展方向
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 Moses影响线算法
    2.1 简支T梁桥试验
        2.1.1 试验桥梁简介
        2.1.2 标定试验简介
    2.2 Moses影响线算法
        2.2.1 影响线计算公式推导
        2.2.2 标定影响线分析
        2.2.3 轴重计算公式推导
        2.2.4 标定试验轴重识别结果及分析
        2.2.5 随机车流轴重识别结果及分析
    2.3 本章小结
第3章 拟静态影响线算法
    3.1 拟静态影响线算法介绍
        3.1.1 快速傅里叶变换简介
        3.1.2 影响线与应变的成分分析
        3.1.3 拟静态应变与拟静态影响线的获得
    3.2 轴重计算分析
        3.2.1 标定试验计算轴重分析
        3.2.2 随机车流计算轴重分析
    3.3 有限元模拟
    3.4 本章小结
第4章 影响线算法中的病态问题
    4.1 病态问题简述
    4.2 病态问题现象及成因
    4.3 解决方案
    4.4 噪声对计算结果的影响
    4.5 本章小结
第5章 轴重识别的非匀速算法
    5.1 非匀速算法介绍
        5.1.1 Moses算法的局限性
        5.1.2 影响线计算公式推导
        5.1.3 速度假定与影响线分析
    5.2 轴重计算分析
        5.2.1 轴重计算公式推导
        5.2.2 标定试验轴重识别结果及分析
        5.2.3 随机车流计算轴重分析
    5.3 数值模拟
        5.3.1 匀加速运动
        5.3.2 随机变速运动
    5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
附录A (攻读学位期间所发表的学术论文目录)



本文编号：3808413