1.车辆匀速通过时桥梁影响线的测定方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤1:针对测试桥梁确定影响线因子点:
将跨度为L的测试桥梁分为A、B两端,选定A端为车辆的上桥端,B端为车辆的下桥端,在测点C安装动位移传感器或者动应变传感器,传感器采样频率为f,测试车辆通行速度为v,则计算测试桥梁影响线因子点的间距d为:
进而计算出影响线因子点的个数q为:
式中 表示向下取整;
设所需测定的测定桥梁影响线向量{Φ}为[Ф1 Ф2…Фq]T,{Φ}为q维列向量,Φi'表示需要求解的第i'个影响线因子点处影响线的值,i'取值:1,2,…,q;
步骤2:针对所需测定桥梁影响线的测点C采集动位移或动应变响应:采用已知轴重、轴距和轴数的车辆通过桥梁,车辆的轴数为n;车辆的轴重定义为:第1轴轴重为G1、第2轴轴重为G2、依次类推,第n轴轴重为Gn;车辆的轴距定义为:第i轴与第1轴的距离为Li,i取值:1,2,…,n,其中L1=0;
以车辆第1轴从桥梁A端上桥时开始采样,从桥梁B端下桥时结束采样,若最后一次采样时车辆第1轴不在B端,则以车辆第1轴位于B端点的采样结果为最后一个采样信息,共计采样次数为q次,得到响应向量{R}为[R1…Rq]T,{R}为q维列向量,对应的采样时间向量{t}为[t1 t2…tq]T,{t}为q维列向量,其中,ti=(i-1)/f,i取值1,2,…,q,据此根据车辆通行速度v计算测试车辆第1轴的位置向量{x}为[x1 x2…xq]T,{x}为q维列向量,其中,xi=v(i-1)/f,i取值1,2,…,q-1;xq=L;
步骤3:构建车辆荷载矩阵:
首先分别建立各车轴的荷载矩阵,以第i轴为例,i取:1,2,…,n:先确定第i轴上桥时的采样时刻tm、对应采样时刻的第1轴位置xi,m和对应的采样次数m,xi,m=v×tm (4)再建立第i轴的荷载矩阵为[P]i,其中[P]i为q阶方阵,[P]i中元素pj,k的定义为第k个采样时刻第j个影响线因子点上的荷载值,先令荷载矩阵[P]i中所有元素为0,即[P]i=0,当k<m时,此时第i轴还未上桥,记Pj,k=0;当k≥m时,第i轴只对其左右两边第a和a+1个影响线因子点产生荷载效应,其余影响线因子点上的荷载值为零,因此,Pa,k,Pa+1,k计算公式为:a=k-m+1 (6)
从而得到第i轴的荷载矩阵[P]i中的所有元素,
然后根据式(3)~(8)依次计算第1到第n轴的荷载矩阵[P]i,i取1,2,…,n;
最后定义车辆荷载矩阵为[P],其中[P]为q阶方阵,则车辆的荷载矩阵为:[P]=[P]1+[P]2+…+[P]n (9)步骤4:求解影响线
求解方程:
[P]{Φ}={R} (10)
式中,[P]为桥梁的车辆荷载矩阵,{Φ}为待求解的桥梁影响线向量,{R}为响应向量,求解该方程即得到桥梁影响线向量{Φ}。