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桥梁移动荷载识别技术的适用性研究
| 论文题名： | 桥梁移动荷载识别技术的适用性研究 |
| 关键词： | 移动荷载;时域法;矩量法;奇异值分解法;正则化方法;荷载识别 |
| 摘要： | 车辆过桥时通过轮轴传递给桥梁结构的是随时间和位置变化的动态荷载，它们对路面和 桥梁产生附加动应力和动应变，导致路面持久性损坏或疲劳破坏，同时也引起桥梁结构损伤积累，甚至诱发桥梁结构恶性事故。近年来桥梁移动荷载受到许多国家的关注并已成为结构工程研究热点之一。目前，移动荷载识别技术的研究已取得一系列研究成果，提出了一些荷载识别方法，但这些方法要应用于实际还存在许多问题。本论文基于现有研究理论和成果，重点针对移动荷载识别技术中存在的识别精度、识别时间及识别结果病态等问题，对现有方法进行改进，取得了较满意的研究成果。 首先，本文概述了目前较成功的四种移动荷载识别方法，然后对四种方法中识别结果较 好的一种方法——时域法(TDM)进行改进。基于矩量法基本理论，采用整域基函数表达桥面移动荷载，两轴移动常力轴载和时变荷载的数值仿真计算结果表明改进方法正确、有效且实用可行，与TDM 相比，改进方法(ITDM)精度高，抗噪声能力强；但同时发现在识别过程中，ITDM 运行时间没有得到有效改善。其次，本文研究矩量法基函数对移动荷载识别结果的影响，采用两种整域基函数——勒让德多项式和傅立叶级数进行对比研究，数值研究表明采用傅立叶级数能够使ITDM 的识别时间明显减少，从而基本上解决了ITDM 识别时间过长的问题。第三，由于改进后ITDM 仍存在病态问题的影响，本文进一步研究了病态方程组的两种常用求解方法——奇异值分解法和正则化方法，研究结果表明正则化方法对解加入了一定的约束，使TDM 与ITDM 的抗噪声能力及识别精度都明显提高，且ITDM 采用两种解法时，其结果均优于TDM。第四，在仿真计算的基础上，采用实验室模型试验结果对ITDM 作了进一步验证，重点研究了几大主要参数，如：基函数项数、模态数、测点数、运行时间、 Nyquist 滤波系数以及求解方法等对识别方法的影响，同时，与TDM 进行对比研究。试验研究结果表明ITDM 具有明显的优越性，尤其是在运行时间方面，在保证识别精度的前提下， ITDM 的识别时间仅为时域法的6％，这对于桥面移动车载的现场在线识别非常有利，达到了本文研究的目的。最后，指出了本文研究中存在的问题以及未来需要进一步研究的方向。 |
| 作者： | 朱军华 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 余岭;陈敏中 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长江科学院 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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