[發明專利]波浪和頂部集中荷載都未知時橋墩物理參數識別法及裝置有效

申請號：	201310282300.9	申請日：	2013-07-05
公開（公告）號：	CN103344397A	公開（公告）日：	2013-10-09
發明（設計）人：	王子健;武黎明;肖盛燮	申請（專利權）人：	重慶科技學院
主分類號：	G01M7/00	分類號：	G01M7/00;E02D33/00
代理公司：	北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129	代理人：	謝殿武
地址：	401331 重慶***	國省代碼：	重慶;85
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摘要：
搜索關鍵詞：	波浪頂部集中荷載未知橋墩物理參數識別裝置
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及橋梁墩柱（簡稱“橋墩”）的物理參數識別，尤其涉及一種波浪荷載和頂部集中荷載都未知時的橋墩物理參數識別方法及裝置。

背景技術

跨江、跨海大橋在服役過程中，橋墩在荷載和環境因素的共同作用下性能會逐步退化，雖然退化過程緩慢，但最后造成結構的損壞卻有高度的隨機性和不可預見性，給安全預警帶來相當大的困難，因此檢測服役中橋墩的現狀，判斷橋墩的健康狀況以及對橋墩的維護這三者缺一不可。

在對橋墩的健康檢測中，主要是通過對橋墩的物理參數進行識別，進而根據識別到的物理參數判斷橋墩的健康狀況，但是現有的物理參數識別方法通常建立在輸入信息完備性的假定基礎上，其并不適用于跨江、跨海橋梁結構，這是因為在實際檢測中，通常以環境激勵作為振動荷載，但這些振動荷載的作用位置并不明確，存在測量上的困難，因此輸入信息的完備性難以保證，因此,如何在輸入信息不完備或未知的條件下識別橋墩的物理結構參數，是目前的難點之一。

目前，已有學者就橋墩忽略水面以上部分的水平荷載作用，只受到波浪荷載作用下的輸入信息部分未知的物理參數識別進行了研究，并取得了一定的成果，但是，橋墩除了承受波浪力的作用外，往往還要承受漂浮物、船只或石塊等異物的撞擊，因此對外力撞擊下的物理參數識別的研究十分有必要，并且橋梁墩柱在受到波浪激勵時，若只考慮慣性力的作用，則橋梁墩柱上各質點受到的波浪力作用時程是時域相關的，因此，橋梁墩柱受波浪激勵的模型可以簡化為一個典型的在未知頂部集中荷載和未知相鄰波浪荷載作用下的多自由度懸臂結構模型，該模型受到的波浪力時程是完全時域相關的。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種波浪和頂部集中荷載都未知時橋墩物理參數識別方法及裝置，具有識別精度高、誤差小等優點。

本發明提供的一種波浪和頂部集中荷載都未知時橋墩物理參數識別方法，包括：

步驟1，采集橋墩中N個質點在外部激勵下的結構響應；

步驟2，隨機生成一個橋墩物理參數的初值

步驟3，將步驟2生成的初值代入式：Hθ=P，計算得到其中H為響應矩陣，θ為待識別的橋墩物理參數矩陣，P為輸入向量；

步驟4，根據得到f₁(t)，α₂f₁(t)，……，α_n-1f₁(t)，進而得到N-1個f₁(t)；

步驟5，采用統計平均的方法對N-1個f₁(t)進行處理，得到

步驟6，采用對進行修正，得到修正后的

步驟7，根據修正后的利用式：計算橋墩物理參數估計值

步驟8，判斷和是否滿足收斂條件；

步驟9，當步驟8的判斷結果為否時，將作為橋墩物理參數的初值返回執行步驟3至步驟8，直至收斂；