[發(fā)明專利]基于完全正交化算法識(shí)別預(yù)應(yīng)力橋梁現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810879043.X
• 申請(qǐng)日: 2018-08-03
• 公開（公告）號(hào): CN109063338B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚建斌;姚文志;杜培榮;劉明堂;陳俊峰;鄭輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北水利水電大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/13
• 分類號(hào): G06F30/13;G06F30/20;G06F17/13;G06F17/16;G06F119/14
• 代理公司: 鄭州立格知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41126
• 代理人: 崔衛(wèi)琴

本發(fā)明公開了一種基于完全正交化算法的識(shí)別預(yù)應(yīng)力橋梁現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力的方法，包括以下步驟：1)、在橋梁底面從左端依次向右布置有m個(gè)位移傳感器；2)、測(cè)量在固定荷載P(t)作用下位移傳感器測(cè)得的橋梁豎向位移3)、由測(cè)得的橋梁豎向位移計(jì)算預(yù)應(yīng)力橋梁的振幅{q}subgt;N×1/subgt;；4)、建立識(shí)別橋梁現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力值的系統(tǒng)方程T＝({S}supgt;T/supgt;{S})supgt;?1/supgt;{S}supgt;T/supgt;{b}；5)、利用基于完全正交化算法求得橋梁現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力值T。本發(fā)明通過建立預(yù)應(yīng)力橋梁現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力與橋梁豎向動(dòng)態(tài)位移響應(yīng)之間的力學(xué)映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)由橋梁位移響應(yīng)識(shí)別橋梁現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力值，具有識(shí)別速度快且精度較高等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的工程應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于預(yù)應(yīng)力橋梁現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力的識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于完全正交化算法的識(shí)別預(yù)應(yīng)力橋梁現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力的方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，公路鐵路交通量均日益增加，且在今后較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)我國(guó)交通運(yùn)輸需求將繼續(xù)保持快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。貨物運(yùn)輸中大宗貨物車輛荷載重型化、車速高速化的發(fā)展雖然創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益，但也對(duì)我國(guó)橋梁等交通基礎(chǔ)設(shè)施造成了潛在的危害，因此對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的安全性、適用性與耐久性提出更高要求。如何精確評(píng)估現(xiàn)役橋梁的結(jié)構(gòu)安全狀況，避免由于橋梁結(jié)構(gòu)破壞導(dǎo)致的人員傷害和財(cái)產(chǎn)損失是橋梁工程人員迫切需要解決的工程難點(diǎn)。預(yù)應(yīng)力橋梁現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力的大小是評(píng)估橋梁抗裂性能和承載能力的重要指標(biāo)，采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)快速識(shí)別預(yù)應(yīng)力橋梁現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力具有良好的工程可行性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于完全正交化算法由橋梁位移實(shí)時(shí)識(shí)別預(yù)應(yīng)力橋梁現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力的方法，識(shí)別速度快且精度較高。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于完全正交化算法的識(shí)別預(yù)應(yīng)力橋梁現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力的方法，包括以下步驟：

1)、在橋梁底面從左端依次向右布置有m個(gè)位移傳感器；

2)、測(cè)量在固定荷載P(t)作用下位移傳感器測(cè)得的橋梁豎向位移

3)、由測(cè)得的橋梁豎向位移計(jì)算預(yù)應(yīng)力橋梁的振幅{q}_N×1；

4)、建立識(shí)別橋梁現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力值的系統(tǒng)方程T＝({S}^T{S})^-1{S}^T{b}；

5)、利用基于完全正交化算法，由系統(tǒng)方程初始解得到殘差，由殘差構(gòu)造得到w維Krylov子空間，求得橋梁現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力值T。

所述步驟2)中具體包括以下步驟：

21)、建立橋梁的振動(dòng)微分方程：

將橋梁考慮為一單跨簡(jiǎn)支梁，假設(shè)固定荷載P(t)位于單跨簡(jiǎn)支梁上，其距離橋梁左端距離為x_p，通過在橋梁底面粘貼的位移傳感器可測(cè)得距橋梁左端x位置處t時(shí)刻的動(dòng)態(tài)位移為y(x,t)，則其振動(dòng)微分方程：

其中單跨簡(jiǎn)支梁的跨長(zhǎng)為L(zhǎng)，密度為ρ，截面面積為A，粘性比例阻尼為c；橋梁抗彎剛度為EI，E是材料的彈性模量，I＝bh₀³/12是梁截面的慣性矩，其中b是橋梁橫截面寬度，h₀是橋梁橫截面高度；δ(x-x_p)是狄拉克函數(shù)；

22)、得到簡(jiǎn)支梁的模態(tài)振型函數(shù)的矩陣形式：

基于模態(tài)疊加原理，假設(shè)梁的第i階模態(tài)振型函數(shù)為Y_i，梁的第i階振幅為q_i(t)，則動(dòng)態(tài)位移y(x,t)的模態(tài)形式表示為：