[發明專利]基于共軛殘差平方算法識別預應力橋梁現存預應力的方法

在審

• 申請號: 201810879127.3
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN109002638A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 陳震;陳貢聯;陳愛玖;王慧;潘麗云;何偉;劉世明;裴松偉;呂亞軍;姚賢華
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 鄭州立格知識產權代理有限公司 41126
• 代理人: 崔衛琴

本發明公開了一種基于共軛殘差平方算法的識別預應力橋梁現存預應力的方法，包括以下步驟：1)、在橋梁底面從左端依次向右布置有m個位移傳感器；2)、測量在固定荷載P(t)作用下位移傳感器測得的橋梁豎向位移3)、由測得的橋梁豎向位移計算預應力橋梁的振幅{q}_N×1；4)、建立識別橋梁現存預應力值的系統方程T＝({S}^T{S})^?1{S}^T{b}；5)、利用基于共軛殘差平方算法求得橋梁現存預應力值T。本發明通過建立預應力橋梁現存預應力與橋梁豎向動態位移響應之間的力學映射關系，實現由橋梁位移響應識別橋梁現存預應力值，具有識別速度快且精度較高等優點，具有良好的工程應用價值。

技術領域

本發明屬于預應力橋梁現存預應力的識別技術領域，尤其涉及一種基于共軛殘差平方算法的識別預應力橋梁現存預應力的方法。

背景技術

從受力性能的角度來看，預應力混凝土結構不僅具有自重輕、耐久性強、抗疲勞性強的特點，而且能夠有效增強結構或構件的抗剪能力，近年來，預應力混凝土結構在水利和土木工程等領域得到了廣泛應用。據不完全統計，在現代橋梁結構中，70％以上的橋梁結構都采用了預應力技術。但在超載型大宗貨物車輛反復作用下，預應力橋梁混凝土結構不可避免的存在一定程度的損傷和破壞。預應力橋梁的現存預應力值可較直觀的反應橋梁目前的受力狀態和結構性能，但我國目前仍沒有成熟的無損檢測橋梁現存預應力方法。因此，提出可應用于工程實踐的預應力橋梁現存預應力值無損檢測方法是我國橋梁工程人員迫切需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于共軛殘差平方算法由橋梁位移實時識別預應力橋梁現存預應力的方法，識別速度快且精度較高。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種基于共軛殘差平方算法的識別預應力橋梁現存預應力的方法，包括以下步驟：

1)、在橋梁底面從左端依次向右布置有m個位移傳感器；

2)、測量在固定荷載P(t)作用下位移傳感器測得的橋梁豎向位移

3)、由測得的橋梁豎向位移計算預應力橋梁的振幅{q}_N×1；

4)、建立識別橋梁現存預應力值的系統方程T＝({S}^T{S})^-1{S}^T{b}；

5)、利用基于共軛殘差平方算法，由系統方程初始解得到殘差，可得到共軛殘差平方算法的迭代解，進而求得橋梁現存預應力值T。

所述步驟2)中具體包括以下步驟：

21)、建立橋梁的振動微分方程：

將橋梁考慮為一單跨簡支梁，假設固定荷載P(t)位于單跨簡支梁上，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得距橋梁左端x位置處t時刻的動態位移為y(x,t)，則其振動微分方程：

其中單跨簡支梁的跨長為L，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；

22)、得到簡支梁的模態振型函數的矩陣形式：

基于模態疊加原理，假設梁的第i階模態振型函數為Y_i，梁的第i階振幅為q_i(t)，則動態位移y(x,t)的模態形式表示為：