【摘要】：車輛荷載是橋梁結(jié)構(gòu)長期主要承受的外部荷載,也是現(xiàn)代橋梁主要的服務(wù)對象。橋梁結(jié)構(gòu)的損傷可能來自環(huán)境、材料老化和地震等偶然荷載等原因,但除了上述原因,主要來源于車輛等可變荷載。隨著我國城市化進(jìn)程的推進(jìn)以及經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,運輸業(yè)的發(fā)達(dá)導(dǎo)致車輛超重現(xiàn)象頻發(fā),這會大大縮減橋梁的使用壽命而且對于駕駛員以及人民群眾也是很大的安全隱患。研究人員針對這一現(xiàn)象研發(fā)了橋梁動態(tài)稱重系統(tǒng)(BWIM系統(tǒng)),橋梁動態(tài)稱重系統(tǒng)可以對過橋車輛進(jìn)行監(jiān)測,識別軸重等信息從而判斷車輛是否超載,是監(jiān)測橋梁健康狀況的有力手段。橋梁動態(tài)稱重系統(tǒng)是通過把橋梁視為稱量車輛軸重的一桿秤,通過橋梁結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)等信息識別車輛軸重等信息的方法。到目前為止,國內(nèi)外對橋梁動態(tài)稱重算法的研究還主要集中于一維BWIM系統(tǒng),且多數(shù)只考慮單車過橋的情況,這與實際交通多車過橋狀況不相符合。因此,二維BWIM算法的研究成為迫切要解決的問題。本文基于Moses軸重識別算法,從用車輛標(biāo)定一維的彎矩影響線出發(fā),對橋梁全橋進(jìn)行影響面的標(biāo)定,基于橫橋向動力響應(yīng)線,對單車以及多車過橋的空間位置及軸重等車輛信息進(jìn)行識別,最后通過有限元仿真分析,驗證本文算法的可靠性。具體研究內(nèi)容如下:1、對軸重識別算法而言,對經(jīng)典的Moses算法和MFI算法推導(dǎo)過程進(jìn)行分析,比較兩者的優(yōu)缺點,并選用更適合工程實際的Moses算法作為本文的基本算法。通過Moses算法進(jìn)行影響線的標(biāo)定,在軸重較近情況下,應(yīng)用龍波~([39])等改進(jìn)的Moses算法;對于車軸識別系統(tǒng),介紹了FAD系統(tǒng)以及小波變換方法,通過它們可以在已知車輛所在車道的情況下對車輛橫向位置進(jìn)行識別,以及在已知車軸信息情況下的軸重識別。2、利用單車標(biāo)定影響線的方法,在全橋特定橫向位置進(jìn)行縱向的影響線標(biāo)定,并通過線性插值法擬合橫縱向影響線形成二維空間影響面;基于橫橋向動力響應(yīng)線,通過標(biāo)定好的彎矩影響面對待識別車輛實測彎矩值進(jìn)行拆分,將多車識別問題化歸為單車識別問題。確定車輛在橫橋向的位置和數(shù)量,構(gòu)成二維BWIM算法并對其算法和工作原理進(jìn)行研究,算法可以應(yīng)用在能用Moses標(biāo)定影響面和可標(biāo)定橫向動力響應(yīng)線的所有橋型上識別任意車輛過橋的車輛信息;從工作原理上來講,詳盡介紹了該算法形成的二維BWIM系統(tǒng)的工作流程,并對傳感器的布置提出相關(guān)要求。3、建立有限元仿真分析中所需的車橋耦合模型。用有限元方法分別對單車情況和多車情況進(jìn)行識別。對于單車討論了車輛在橋梁不同橫向位置時本文算法的識別精度;對于多車則討論了兩車質(zhì)量之間的關(guān)系,以及兩車在橋梁不同橫向位置時對識別精度的影響,并討論了同向行駛車輛與相向行駛車輛的識別;最后,本文對三車同向行駛的情況進(jìn)行識別,并對三車不同質(zhì)量進(jìn)行識別精度的分析。識別結(jié)果表明本文對單車及多車識別結(jié)果精度高,軸重和車輛橫橋向位置識別經(jīng)過較好。
【圖文】：

圖 1.2；2018 年杭州市錢江三橋發(fā)生坍塌事故，見圖 1更對國民經(jīng)濟(jì)造成很大的損失。題，我國交通相關(guān)部門最重要的任務(wù)就是做好橋梁健路。對于特大橋及部分大橋經(jīng)濟(jì)效益明顯，國家亦可健康監(jiān)測系統(tǒng)，而對于經(jīng)濟(jì)效益不太明顯的大橋及中力試驗檢測都需要中斷交通并且要有專門的檢測設(shè)備增加了維護(hù)成本也不便于全天候的健康監(jiān)測。

圖 1.2 哈爾濱陽明灘大橋引橋垮塌現(xiàn)場圖 1.3 錢江三橋事故現(xiàn)場意義提到的對于既能全天候?qū)蛄哼M(jìn)行健康監(jiān)測也能實時反饋橋梁動態(tài)稱重系統(tǒng)應(yīng)運而生（Bridge Weigh-in-motion：BW身為載體，把橋梁視為一桿可以秤來往車輛的軸重等車輛
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U446

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3 張波;魯新光;鄧鐵六;周杉杉;;動態(tài)車輛稱重物理模型與提高動態(tài)稱重準(zhǔn)確度研究[A];稱重科技——第九屆稱重技術(shù)研討會論文集[C];2010年

4 樊旺日;;定量給料機(jī)在線校準(zhǔn)技術(shù)的研究與實現(xiàn)[A];第二屆水泥物料計量與自動給料技術(shù)交流會論文集[C];2010年

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6 王建軍;孫振海;張建強;;高速稱重數(shù)據(jù)處理探討[A];第七屆稱重技術(shù)研討會論文集[C];2008年

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9 王書鶴;王寧;徐俐;;飼料配比系統(tǒng)及其動態(tài)測控精度的研究[A];首屆信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集[C];2003年

10 劉九卿;;壓電石英稱重傳感器及其在動態(tài)公路車輛稱重系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];稱重科技暨第六屆稱重技術(shù)研討會論文集[C];2007年

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6 張文斌;公路車輛動態(tài)荷載測量及車型分類技術(shù)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

7 張晨;煤矸光電密度識別及自動分選系統(tǒng)的研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2013年

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3 趙興川;在線動態(tài)稱重秤檢測機(jī)理研究及其系統(tǒng)設(shè)計[D];哈爾濱理工大學(xué);2018年

4 肖強;基于支座反力的橋梁動態(tài)稱重方法研究[D];湖南大學(xué);2018年

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7 馬毓宏;車輛動態(tài)稱重數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];山西大學(xué);2018年

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9 施海;基于虛擬簡支梁法的橋梁動態(tài)稱重研究[D];湖南大學(xué);2017年

10 沈裴裴;高速動態(tài)稱重信號干擾因素及模型補償研究[D];中國計量學(xué)院;2015年

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本文編號：2636859