桥梁动态称重系统及其正则化优化方法研究

发布时间：2017-09-07 06:10

  本文关键词：桥梁动态称重系统及其正则化优化方法研究

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【摘要】：近年来,国内外一些学者通过桥梁响应对桥上行驶车辆的轴重进行了荷载识别,其目的就是在不影响正常通行的情况下,借助桥梁动态称重系统来估算车辆的重量,从而将搜集车辆信息、合理治超与桥梁结构性能评估结合起来。一些学者在计算车辆轴重时,将传统正则化方法引入到最小二乘法中,得到了车辆的静态和动态轴重,但是通过这种方法得到的荷载识别结果的精度,很大程度上依赖于正则化参数的选择正确与否,而且由于在实际环境中,存在噪声以及桥面不平度的影响,因此很难得到一个相对精确的解。为了克服上述问题,论文首先对车-桥耦合振动基本理论进行了阐述,推导了相应的车桥耦合系统振动方程,利用逆傅里叶变换对桥面不平度进行了模拟。利用MATLAB数值仿真,基于简支梁的解析解,计算了移动荷载作用下简支梁桥的动力响应,并进行了荷载识别,结合传统正则化方法对影响桥梁动态称重识别结果的正则化参数、测点数与模态数、模态参数误差、桥面不平度以及车速等影响因素进行了分析。最后利用参考文献中的桥梁动应变实测数据,基于移动荷载识别理论,在时间-有限元模型基础上对桥上通行车辆进行了动态称重,在对不适定解求解时,在传统正则化方法的基础上提出一种基于静态响应修正的正则化优化方法,通过与参考文献中真实值的对比分析,验证了本文所提方法的可行性与有效性。
【关键词】：移动荷载识别 桥梁动态称重 正则化方法 影响因素 车辆轴重 桥梁响应
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U446
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-23
• 1.1 课题研究的背景及意义8-9
• 1.2 动态称重系统的研究9-21
• 1.2.1 动态称重系统简介9-10
• 1.2.2 动态称重系统国内外发展动态10-21
• 1.3 本文主要研究内容21-23
• 第二章 车-桥耦合振动计算基本理论研究23-34
• 2.1 引言23
• 2.2 基于模态理论的车-桥耦合作用分析23-28
• 2.2.1 桥梁模型23-26
• 2.2.2 车辆模型26-28
• 2.2.3 车桥相互作用28
• 2.3 桥面不平度28-32
• 2.4 汽车-桥梁耦合系统振动方程迭代运算32-33
• 2.5 小结33-34
• 第三章 桥梁动态称重精度的影响因素分析34-47
• 3.1 引言34
• 3.2 正则化的一般理论34-38
• 3.2.1 正则化的定义34-35
• 3.2.2 几种常见的正则化方法35-38
• 3.3 桥梁动态称重结果的影响因素分析38-46
• 3.3.1 正则化参数的影响39-41
• 3.3.2 测点数与模态数的影响41-43
• 3.3.3 模态参数误差的影响43-44
• 3.3.4 桥面不平度与车速的影响44-46
• 3.4 小结46-47
• 第四章 正则化优化方法在桥梁动态称重中的应用研究47-66
• 4.1 引言47
• 4.2 正则化方法在梁桥动态称重中的应用研究47-54
• 4.2.1 模态理论下车-桥耦合系统模拟47-51
• 4.2.2 基于时间有限元模型的简支梁桥移动荷载识别51-54
• 4.3 正则化优化方法在移动荷载识别中的应用研究54-59
• 4.4 算例验证59-65
• 4.4.1 正则化优化方法的可行性验证59-61
• 4.4.2 正则化优化方法的有效性验证61-65
• 4.5 本章小结65-66
• 结论与展望66-68
• 论文主要研究工作及结论66-67
• 后续研究工作与展望67-68
• 参考文献68-74
• 攻读学位期间取得的研究成果74-75
• 致谢75

【参考文献】

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本文编号：807852