[發(fā)明專利]一種橋梁變形重構(gòu)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011271160.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-13
• 公開（公告）號(hào): CN112461190B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王佐才;段大猷;金大帥;王振;王俊;王未寅;袁明貴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B21/32
• 分類號(hào): G01B21/32
• 代理公司: 北京專贏專利代理有限公司 11797
• 代理人: 于剛

1.一種橋梁變形重構(gòu)方法，其特征在于，所述橋梁變形重構(gòu)方法包括：

在橋梁所測(cè)橋段縱橋向布置應(yīng)變和加速度測(cè)點(diǎn)；

測(cè)出監(jiān)測(cè)點(diǎn)的加速度和動(dòng)應(yīng)變數(shù)據(jù)，并分別重構(gòu)基于加速度和動(dòng)應(yīng)變的橋梁變形和u_s0；

通過濾波器獲得未標(biāo)定的高頻和低頻位移和

使用數(shù)據(jù)融合方法利用和的數(shù)值關(guān)系獲得橋梁結(jié)構(gòu)中性軸的位置，從而標(biāo)定獲得

再疊加和標(biāo)定后的獲得重構(gòu)位移u；

基于模態(tài)疊加原理使用應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行變形重構(gòu)獲得未標(biāo)定的u_s0，并使用低通濾波器獲得未標(biāo)定的高頻和低頻位移和并使用數(shù)據(jù)融合算法進(jìn)行標(biāo)定得出應(yīng)變重構(gòu)后的低頻位移u_s；

所述標(biāo)定后的其中，令未標(biāo)定的u_s0(x,k)＝T(x)ε(x,k)，則T(x)＝Ψ(x)[Φ(x)^TΦ(x)]^-1Φ(x)^T；

ε(x,k)＝[ε(x₁,k)…ε(x_m,k)]^T_m×1，

所述u_s(x,k)表示為其中，表示第i階模態(tài)振型，q_i(k)表示第i階模態(tài)響應(yīng)，k表示第k時(shí)間步，x表示坐標(biāo)，L為考慮的模態(tài)階數(shù)；y_c為應(yīng)變測(cè)點(diǎn)至橋梁中性軸的距離；

u(x，k)為橋梁的豎向位移；

基于應(yīng)變重構(gòu)的未標(biāo)定的低頻位移基于應(yīng)變重構(gòu)的未標(biāo)定的高頻位移低通濾波器C_L為C_L＝λ²(L^TL+λ²E)^-1；使用遞歸最小二乘算法對(duì)降噪即可獲得y_c的估算值，通過y_c標(biāo)定u_s0獲得u_s，其中，λ為正則化因子，E為單位矩陣，L為模態(tài)階數(shù)；

所述通過濾波獲得已標(biāo)定的基于應(yīng)變重構(gòu)的低頻位移通過疊加獲得最終的橋梁重構(gòu)位移

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種橋梁變形重構(gòu)方法，其特征在于，所述其中，a為從檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)的加速度向量，C_H為高通濾波器，Δt為加速度傳感器采樣時(shí)間間隔。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種橋梁變形重構(gòu)方法，其特征在于，所述高通濾波器C_H＝(L^TL+λ²E)^-1L^TL_a；

其中，L＝L_aL_c，L_a是一個(gè)(2N-1)階的對(duì)角加權(quán)矩陣，其第一個(gè)和最后一個(gè)對(duì)角元素為其余對(duì)角元素都是1，E為單位矩陣，λ為正則化因子，L為考慮的模態(tài)階數(shù)，

所述L_c是(2N+1)×(2N+3)階微分算子矩陣；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種橋梁變形重構(gòu)方法，其特征在于，所述λ為正則化因子；

λ＝46.81(2N+1)^-1.95

其中，f₁為橋梁一階固有頻率。