铅芯橡胶支座桥梁系统识别.docVIP

铅芯橡胶支座的桥梁系统识别 R.Y.Tan*，M.C.Huang 国立台湾大学土木工程学系，台北，台湾 收到1998年1月28日；接受1999年1月18日 摘要 本文以开发一种识别算法来研究配备了铅芯橡胶支座的隔震公路桥梁的动态特性。一种线性模型用于子结构中而双线性滞回模型用于轴承系统模型。后者的非线性滞回特征是通过一个骨干曲线表示。应用Masing准则可以使允许多值恢复力转化成一个单值函数。因此，这是有效的线性系统的识别方案可以被应用。一个数值例子说明了所提出的辨识方法及其适用性迄今为止，许多桥梁已与这样的地震保护装置分离，抗震加固或新建[ 5 ] j=1-4 (1) (2) 其中分别为第j个桥墩的集中质量，相对于地面位移和恢复力；分别为桥面（上部结构）的质量和位移（相对于地面）；时第j个铅芯橡胶支座的恢复力；是地面加速度。 由于下部结构的表现为线性，恢复力可表示为： （3） 分别表示衰减系数和第j个柱式桥墩的刚度。在另一方面，恢复力和位移是非线性关系，因此： （4） 其中为粘滞阻尼系数，为一个非线性函数。 第j个铅芯橡胶支座的初始弹性刚度可以由表示，在这个初始条件下，联立方程 （1）-（4）得： （5） 其中为矩阵的列向量 ， （6） （7） 图1 基础隔震桥梁 3．双线性滞回模型 和位移的关系取决于以前的位移，滞回线除了转折点处外，其它的都是平滑的。那些基于实际滞回特性特提出的大部分模型中，其基本理念是滞回曲线是骨干或骨架的负荷曲线。在稳态荷载的作用下，模型的滞回特性可以使用标准的Masing准则来表示。Masing准则假定作为骨架曲线的滞回线，在卸载和重新加载过程中部分曲线是相同的，但随着两个因素是规模的扩大和原始力转变为反转力。当一个迟滞结构受到瞬变循环荷载或其他常规作用，正如Jennings或 Iwan建议那样，这些规则可以用来构造的滞回线[8]。根据一个典型的骨架曲线和马兴标准的磁滞回线，如图2所示。 图2基于骨架负荷曲线的滞回线 总之，恢复力是一个多值函数。然而，通过应用程序的骨架曲线，它可以是一个单值函数。在这方面恢复力是离散的，而且在第一次卸载后，其可表示为： （8） 其中I是最近一次加载的时刻，是在瞬时时刻i和时桥面板的位移，在本文中表示一个假定双线性骨架曲线函数。 把方程（4）和（8）代入方程（1），控制方程在瞬时i变成（附录A） （9） 其中 （10） 骨架曲线的特征是它分别由两条斜率为线段构成，可表示为： (11) 其中D表示屈服位移，表示一种特征强度。 当把方程（9）右边的式子由表示时，方程可表示为： (12) (13) (14) 综上所述，方程（12）-（14）是用于识别的隔离系统的方程。 4．识别方案 当测量出桥面板和桥墩的位移时，结构识别系统就可以进行。许多系统识别技术被列为输出误差的方法。通过所记录的响应与系统理论响应的差异最小化来得到系统参数。这样评价的参数值被称为一个最优估计值。 识别性能从一个固定初始值开始，其中的一个因素就是。根据位移的状态，把所有可用的数据被分为三组。经过多次的最小化过程，获得最佳的。然后赋予这个固定值，并在最小化过程中获得最佳值。同时，便得到了等相应的系统参数。这样就