[發明專利]一種基于經驗模態分解的橋梁影響線識別方法

在審

• 申請號: 202310294802.7
• 申請日: 2023-03-22
• 公開（公告）號: CN116341068A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 周宇;孫文卓;賀文宇;李舒;陳建國;陳東;李寧波;林鍵;盧戀;尚穩齊
• 申請（專利權）人: 安徽建筑大學;合肥工業大學;清華大學合肥公共安全研究院
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F17/10
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務所(普通合伙) 34153
• 代理人: 何梓秋

本發明公開了一種基于經驗模態分解的橋梁影響線識別方法，屬于影響線識別技術領域，包括以下步驟：S1：數據預處理；S2：建立影響線識別數學模型；S3：影響線求解。本發明通過經驗模態分解剔除橋梁實測響應中的結構動力成分，得到含有車輛多軸效應的橋梁準靜態響應數據；結合采樣頻率與車輛軸距，建立了影響線識別的數學模型，將車輛多軸效應轉化為單位集中荷載，進而采用Tikhonov正則化方法準確解得橋梁影響線的穩定解。

技術領域

本發明涉及影響線識別技術領域，具體涉及一種基于經驗模態分解的橋梁影響線識別方法。

背景技術

在役梁橋由于材料劣化、環境侵蝕、異常荷載等因素，結構不可避免地會產生截面剛度退化或約束邊界弱化。影響線是描述梁橋在單位移動荷載作用下結構的固有靜力特征，是綜合反映梁橋結構邊界條件、截面抗彎特性的重要參數。已有研究表明，撓度影響線、應變影響線能夠在橋梁損傷識別、模型修正、承載能力評估等方面得到有效應用，但準確識別并提取橋梁影響線是上述研究的重要基礎與先決條件。

目前影響線識別方法，研究采用的橋梁時程響應分解算法較為復雜，對橋梁實測影響線結構動力成分剔除方法的研究仍待開展，且對連續橋梁準靜態影響線識別的研究尚不充分。為此，提出一種基于經驗模態分解的橋梁影響線識別方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于：如何準確識別橋梁結構影響線，提供了一種基于經驗模態分解的橋梁影響線識別方法。

本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題的，本發明包括以下步驟：

S1：數據預處理

基于EMD方法剔除橋梁實測時程響應中結構動力成分，得到含有車輛多軸效應的橋梁準靜態時程響應；

S2：建立影響線識別數學模型

基于采樣頻率、車輛軸距構建車輛信息矩陣，并基于車輛信息矩陣建立影響線識別數學模型；

S3：影響線求解

引入誤差項并采用Tikhonov正則化方法對影響線識別數學模型進行優化，利用優化后的影響線識別數學模型求解橋梁結構準靜態影響線。

更進一步地，在所述步驟S1中，具體處理過程如下：

S11：輸入橋梁原始時程響應y(t)，尋找局部極大值點和極小值點；

S12：通過三次樣條插值計算局部極大值函數與極小值函數，并繪制極大、極小值函數包絡線e_max(t)、e_min(t)；

S13：通過下式計算局部均值：m(t)＝(e_max(t)+e_min(t))/2；

S14：用橋梁原始時程響應y(t)減去局部均值得到第一個震蕩函數，即h₁(t)＝y(t)-m(t)；

S15：當h₁(t)滿足IMF預設條件時，h₁(t)成為第一個IMF(t)，否則，用h₁(t)代替步驟S11中的y(t)并重復步驟S11-S14；