[發明專利]一種高速鐵路橋梁車–橋振動性能的安全預警方法

有效

• 申請號: 201610942526.0
• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN106568557B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 趙瀚瑋;丁幼亮;王蔓亞;李愛群
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 孟紅梅

1.一種高速鐵路橋梁車–橋振動性能的安全預警方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)采集列車通過時橋梁主梁振動的加速度響應幅值最大值和對應的車速數據，將兩組序列的相應元素進行配對，并按車速大小進行排列，得到加速度-車速相關性數據；

(2)采用小波包分解技術對主梁加速度響應幅值序列進行分解并提取，得到試算的加速度–車速中值線，并以加速度序列在固定序列長度內的加速度幅值均值的匹配度確定最優的小波包分解參數作為加速度–車速中值線最優值；

(3)基于區間估計理論獲取各子序列內加速度幅值圍繞加速度–車速中值線的波動區間；

(4)將加速度波動區間與加速度–車速中值線進行疊加，得到高速鐵路橋梁車–橋振動性能的安全預警區間。

2.根據權利要求1所述的高速鐵路橋梁車–橋振動性能的安全預警方法，其特征在于，所述步驟(2)中包括：

(2.1)對主梁加速度響應幅值序列A_s進行分解與提取，采用小波包分解后最末一層的小波包分解系數C^I,N作為試算的中值線提取結果，記為N為小波包分解尺度，為某一層中小波分解系數序號，I為小波包分解系數的選取參數，0≤I≤N；

(2.2)將主梁加速度響應幅值序列A_s分成M個加速度幅值子序列；

(2.3)取各個加速度幅值子序列的均值與對應的車速均值根據子序列車速均值從試算的中選取位于車速區間相應的s_r為試算值的車速選值范圍；

(2.4)計算各子序列的與的均方誤差MSE；

(2.5)選取不同N值與I值試算所得的MSE值中最小值所對應的作為橋梁主梁加速度響應幅值序列的中值線最優值。

3.根據權利要求1所述的高速鐵路橋梁車–橋振動性能的安全預警方法，其特征在于，所述步驟(3)中包括：

(3.1)用加速度響應幅值序列減去加速度–車速中值線得到加速度幅值波動序列F_A；

(3.2)將加速度幅值波動序列劃分為m個子序列；

(3.3)計算每個子序列的正態分布均值區間估計的下限值和上限值[μ_ja,μ_jb]，以及正態分布標準差區間估計的下限值和上限值[σ_ja,σ_jb]；

(3.4)根據區間估計制定波動區間：

其中，F_ja和F_jb是子序列波動區間的下限和上限；r是用以描述波動的離散程度的系數。

4.根據權利要求3所述的高速鐵路橋梁車–橋振動性能的安全預警方法，其特征在于，所述步驟(3.3)中μ_ja，μ_jb，σ_ja和σ_jb的計算公式分別為：

其中，為子序列樣本的均值，S_j為子序列樣本的標準差；n為數據序列總長度，m為數據序列總分割分數，t_α/2(n/m-1)為n/m-1個樣本在Student分布上的α/2分位點；χ_α/2(n/m-1)和χ_1-α/2(n/m-1)為n/m-1個樣本在Chi-square分布上的α/2和1-α/2分位點。