基于拉索振动监测的车辆荷载识别研究.pdfVIP

第30卷第 1期 土 木 工 程 与 管 理 学 报 Vo1．30No．1 2013年3月 JournalofCivilEngineeringandManagement Mar．2013 基于拉索振动监测的车辆荷载识别研究 张福俭，李 惠 (哈尔滨工业大学 土木工程学院，黑龙江 哈尔滨 150090) 摘 要：车辆荷载是桥梁上最重要的活荷载，监测、研究车辆荷载对于桥梁的设计、运营、维护以及安全评估都 具有非常重要的意义。移动荷载的识别问题已经吸引了国内外的很多研究者，并且 已有很多相关文章发表，但 对于斜拉桥的荷载识别问题 目前研究还很少。本文提出了一种基于斜拉索振动监测的斜拉桥上车辆荷载及其 参数识别方法。首先推导了考虑时变索力的斜拉索横向振动的运动方程，并以此为依据 ，结合斜拉索索力的影 响线(可以通过有限元模型计算或现场实验得到)采用扩展卡尔曼滤波方法，提出了已知车辆速度和上桥时间 的车重识别方法；同时识别车辆的车速、上桥时间和车重的方法。以南京长江三桥为背景 ，通过数值仿真验证 了所提出方法在一定噪声水平下的有效性。 关键词：车辆荷载识别；斜拉索； 斜拉桥； 卡尔曼滤波 中图分类号：U441．2 文献标识码 ：A 文章编号：2095-0985(2013)01-0001-05 VehicleLoadsIdentificationThroughVibrationM onitorofStayCables ZHANG Fu on， Hui (SchoolofCivilEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150090，China) Abstract：Vehicleloadsarethemostimportantliveloadson bridges．Tomonitorand investigate vehicleloadsisessentialfordesign，maintenance，nadsafetyasesssment ofbridges．Identificationof movingleadshasattractedrnznyinterests，andmanyreportscanbefound．However。theidentification methodofrcable—stayedbridgewasesldom reported．AnappI．0achtoidentificationvehicleloadsand theirvelocities，arrivaltimesand weig【hts ispresentedofrcable—stayed bridge．The equation of out—planemotionofincIinedcableisinvestigatedfirst．Basedontheequatino ofmoffon．hteidentification isderivedusingextendedKalman fiker，given hteinfluence lineofthe staycable，which can be determinedbycalculationfrom FEmodelorbyin·．fieldtest．Theproposedmethodcanbeemployed 1)toidentifyhteweightsof~ehicleswhentheirvelocitiesandarrivaltimesareknown；2)toidentify htevelocity．arrivaltimeand~eightofvehicles．Theeffectivenessusingnoisymeasurementisverified bynumericaltestbased。onNanjingYangtzeRiverNo．3Bridge． Keywords：vehicleloadidentification；staycable；cable—stayedbridge；extendedK