過去幾十年來,我國公路車輛數(shù)量、載重量和貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量都經(jīng)歷了長期的快速增長,真實的荷載特性已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化。準(zhǔn)確快速識別過往車輛的重量、軸距等信息,對于獲取用于橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計和安全評估的準(zhǔn)確車輛荷載模型具有重要的意義,同時在管控超載車輛從而減少由此引起的橋梁損傷甚至失效事故等方面也可以起到重要的作用。橋梁動態(tài)稱重(Bridge Weigh-in-motion,BWIM)是一種利用橋梁響應(yīng)反算過往車輛重量的技術(shù),具有測量精度高、待測車輛無需停車或減速、系統(tǒng)安裝維護(hù)方便、不中斷交通、對路面無破壞等優(yōu)點(diǎn),是一種具有重要潛力的監(jiān)測道路交通荷載的手段。然而除了稱重傳感器自身以外,還需要額外的車軸檢測輔助系統(tǒng)這一特點(diǎn)降低了既有BWIM系統(tǒng)的實用性,且目前BWIM系統(tǒng)仍然存在著僅適用有限橋梁類型、跨徑的問題亟待解決。本文針對BWIM研究中的車軸識別問題和稱重算法問題進(jìn)行了深入的研究,提出了一系列用于識別車輛速度、車軸位置、軸距、軸重和總重識別的理論和方法,包括虛擬簡支梁理論、等效剪力理論、虛擬車軸概念,無需路面?zhèn)鞲衅鞯淖R別橋上高速行駛車輛的速度和軸距的虛擬簡支梁法、等效剪力法,無需車軸探測器的同時識...

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 橋梁動態(tài)稱重理論方法
        1.2.2 影響線標(biāo)定
        1.2.3 車軸檢測與定位
        1.2.4 國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.5 BWIM研究存在的不足
    1.3 本文的主要工作
第2章 橋梁動態(tài)稱重與車橋耦合振動
    2.1 橋梁動態(tài)稱重算法
        2.1.1 Moses算法
        2.1.2 應(yīng)變面積法
        2.1.3 影響線標(biāo)定
    2.2 車橋耦合振動理論與數(shù)值仿真
        2.2.1 車輛動力學(xué)方程
        2.2.2 橋梁動力學(xué)方程
        2.2.3 路面平整度
        2.2.4 聯(lián)立求解車橋耦合方程組
    2.3 車橋耦合振動縮尺試驗平臺
        2.3.1 相似比
        2.3.2 試驗平臺
        2.3.3 橋梁和車輛模型
        2.3.4 傳感器與動態(tài)數(shù)據(jù)采集設(shè)備
    2.4 本章小結(jié)
第3章 識別車軸和速度的虛擬簡支梁法
    3.1 虛擬簡支梁理論
    3.2 車軸探測方法
    3.3 數(shù)值模擬
        3.3.1 數(shù)值仿真工況
        3.3.2 單車輛通行工況識別結(jié)果
        3.3.3 多車輛同時通行工況識別結(jié)果
    3.4 實驗驗證
        3.4.1 實驗裝置與試驗工況
        3.4.2 結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 識別車軸和速度的等效剪力法
    4.1 等效剪力理論
    4.2 車軸識別方法
    4.3 數(shù)值模擬研究
        4.3.1 數(shù)值仿真工況
        4.3.2 單車輛通行工況識別結(jié)果
        4.3.3 多車輛同時通行工況識別結(jié)果
    4.4 實驗驗證
        4.4.1 實驗裝置與試驗工況
        4.4.2 結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 無需車軸探測器的橋梁動態(tài)稱重虛軸法
    5.1 虛軸法理論
        5.1.1 虛擬車軸假設(shè)
        5.1.2 車軸位置與軸重計算方法
    5.2 數(shù)值模擬研究
        5.2.1 數(shù)值仿真工況
        5.2.2 算例
        5.2.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析
    5.3 實驗驗證
        5.3.1 實驗裝置與試驗工況
        5.3.2 提取影響線
        5.3.3 結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 基于聚類和梯度法的橋梁動態(tài)稱重方法
    6.1 基于梯度法的車輛軸距與軸重識別方法
        6.1.1 非負(fù)車輛軸重估計算法
        6.1.2 基于梯度法的車軸位置與軸重優(yōu)化求解
        6.1.3 虛擬車軸假設(shè)
        6.1.4 非零虛軸聚類
    6.2 數(shù)值模擬研究
        6.2.1 數(shù)值仿真工況
        6.2.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析
    6.3 實驗驗證
        6.3.1 實驗裝置與試驗工況
        6.3.2 結(jié)果分析
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
附錄 攻讀學(xué)位期間撰寫的學(xué)術(shù)論文和專利
致謝



本文編號：3751767