[发明专利]一种铁路32m混凝土简支梁运营期内弹性模量计算方法

说明书

本发明公开了一种铁路32m混凝土简支梁运营期内弹性模量计算方法，考虑了运营期内影响材料弹性模量的各种因素的变异性，同时又考虑了弹性模量本身的离散性，基于运营期内实际的铁路桥梁结构，采用概率统计的方法计算考虑温度效应的铁路32m混凝土简支梁运营期内弹性模量，实际计算时，基于MATLAB软件对样本进行抽样以及筛选，基于R软件实现Gibbs抽样和后验分布的估计，避免采用计算复杂的似然函数，大大减小了弹性模量计算的复杂性，有效提高了计算效率。

技术领域

本发明属于力学性能分析与计算技术领域，具体涉及一种铁路32m混凝土简支梁运营期内弹性模量计算方法的设计。

背景技术

《混凝土结构设计规范》GB50010-2010指出，混凝土的弹性模量E_c根据其立方体抗压强度标准值f_cu,k按下式计算：

由于铁路运营期内桥梁结构可能发生损伤，混凝土材料的f_cu,k可能发生改变，与规范给定的数值之间存在出入，并且运营期内桥梁结构混凝土材料的f_cu,k很难通过试验直接测得，因此桥梁结构的弹性模量也无法通过上式进行计算。鉴于上述问题，需要采用一种间接的方法对铁路32m混凝土简支梁运营期内弹性模量进行计算。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中铁路运营期内桥梁结构的弹性模量无法通过规范公式计算得到的问题，提出了一种铁路32m混凝土简支梁运营期内弹性模量计算方法，考虑了运营期内影响材料弹性模量的各种因素的变异性，同时又考虑了弹性模量本身的离散性。

本发明的技术方案为：一种铁路32m混凝土简支梁运营期内弹性模量计算方法，包括以下步骤：

S1、基于实测列车通过时铁路32m混凝土简支梁跨中的振动加速度数据，通过模态识别得到该桥梁结构的第i阶自振频率的实测值f_ii，i＝1,2,...,15。

S2、建立32m混凝土简支梁的有限元模型，计算得到该桥梁结构的第i阶自振频率的有限元模拟值f_i。

S3、基于实验设计找出关于f_i的显著性影响结构因素A_ij，其中j＝1,2,...,N_i，N_i为关于f_i的显著性影响结构因素的个数。

S4、基于回归分析方法建立A_ij关于f_i的多元回归数学模型Mf_i。

S5、构建关于Mf_i与f_ii的目标函数F并求取F的最小值，计算得到F为最小值时A_ij的数值。

S6、从A_ij中选取有关混凝土材料弹性模量的参数B_k，k＝1,2,...,E_N，E_N表示铁路32m混凝土简支梁前15阶自振频率的显著性影响材料弹性模量的个数。

S7、在监测期内监测该铁路32m混凝土简支梁跨中在列车通过时的振动加速度，通过模态识别得到该桥梁结构的各阶自振频率的监测值，并获取的变化范围其中s＝1,2,...,Survey_N，Survey_N表示监测期内的监测次数，表示第i阶自振频率监测值的最小值，表示第i阶自振频率监测值的最大值。

S8、令计数值t＝1。

S9、采用蒙特卡洛方法对B_k进行抽样，得到B_k的样本B_k^*。