原文传递
基于光纤光栅传感的交通荷载识别研究
| 论文题名： | 基于光纤光栅传感的交通荷载识别研究 |
| 关键词： | 交通运输;荷载识别;光纤光栅传感器;车辆参数;应变位置系数 |
| 摘要： | 近年来，随着经济的快速发展，公路在交通运输中所占的比例越来越大，车辆超载现象普遍存在且由此引发的交通事故频频发生，引发了人们对交通荷载识别问题的广泛关注。交通荷载识别更是健康监测的重要组成部分，能够更进一步完善健康监测系统，为桥梁状态评估以及交通规划提供数据支撑。现有的荷载识别方法均在一定程度上有其局限性，需要做更进一步的研究探索。 基于光纤光栅传感技术，本文提出了一种能够对车辆的轴数、轴距、轮距、行驶速度、横向作用位置和车重等参数进行快速识别，且操作简便的交通荷载参数识别方法，并结合数值模拟算例和实验室实验进行车辆参数识别，验证了该方法的有效性和实用性。本文主要研究内容及结论如下: (1)基于光纤光栅传感技术，提出了一种能够对车辆的轴数、轴距、轮距、行驶速度、横向作用位置和车重等参数进行快速识别的交通荷载识别方法，对其进行了详细介绍。根据传感器响应中的峰值数量、时间间隔，进行车辆轴数、速度和轴距的识别。根据不同位置传感器的响应拟合应变曲线，曲线转折点即为荷载作用位置。提取传感器的响应峰值，对偏离中间位置行驶的车辆引起的应变进行修正，结合应变荷载系数进行荷载识别。 (2)通过数值模拟算例，提取不同工况下的钢梁应变，依据本文所提出的识别方法进行车辆参数识别。结果表明，该方法能够精确识别车辆轴数、速度和轴距;利用钢梁合适位置的应变对荷载作用位置进行识别的误差基本可控制在1.5％的范围内，轮距识别误差在0.3％以内;通过应变位置系数对偏离钢梁跨中位置的荷载引起的应变进行修正，荷载识别的误差可控制在1.5％以内。在原始应变数据中加入高斯白噪声，对荷载参数进行识别的误差与无噪声情况下差别较小，表明该方法具有较好的抗噪性能。 (3)在实验室浇筑道路模型，进行车辆荷载实验，根据钢梁不同位置的响应，按照识别方法进行车辆参数识别。结果表明，该方法能够准确识别车辆轴数，对于行驶速度和轴距的识别误差则随着速度的增大而增大，可以控制在15％的范围内;车辆横向行驶位置的识别误差随着车辆偏离钢梁跨中距离的增大而增大，主要分布在5％-10％范围内，轮距识别误差在5％范围内;基于所述方法，识别的车重误差与速度近似呈线性递增关系，因此应用基于速度衰减的补偿算法对识别结果进行修正，最终误差控制在15％的范围内。 |
| 作者： | 汪新丽 |
| 专业： | 土木工程；结构工程 |
| 导师： | 杨才千 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
