[发明专利]一种基于经验模态分解的桥梁影响线识别方法

说明书

本发明公开了一种基于经验模态分解的桥梁影响线识别方法，属于影响线识别技术领域，包括以下步骤：S1：数据预处理；S2：建立影响线识别数学模型；S3：影响线求解。本发明通过经验模态分解剔除桥梁实测响应中的结构动力成分，得到含有车辆多轴效应的桥梁准静态响应数据；结合采样频率与车辆轴距，建立了影响线识别的数学模型，将车辆多轴效应转化为单位集中荷载，进而采用Tikhonov正则化方法准确解得桥梁影响线的稳定解。

技术领域

本发明涉及影响线识别技术领域，具体涉及一种基于经验模态分解的桥梁影响线识别方法。

背景技术

在役梁桥由于材料劣化、环境侵蚀、异常荷载等因素，结构不可避免地会产生截面刚度退化或约束边界弱化。影响线是描述梁桥在单位移动荷载作用下结构的固有静力特征，是综合反映梁桥结构边界条件、截面抗弯特性的重要参数。已有研究表明，挠度影响线、应变影响线能够在桥梁损伤识别、模型修正、承载能力评估等方面得到有效应用，但准确识别并提取桥梁影响线是上述研究的重要基础与先决条件。

目前影响线识别方法，研究采用的桥梁时程响应分解算法较为复杂，对桥梁实测影响线结构动力成分剔除方法的研究仍待开展，且对连续桥梁准静态影响线识别的研究尚不充分。为此，提出一种基于经验模态分解的桥梁影响线识别方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何准确识别桥梁结构影响线，提供了一种基于经验模态分解的桥梁影响线识别方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括以下步骤：

S1：数据预处理

基于EMD方法剔除桥梁实测时程响应中结构动力成分，得到含有车辆多轴效应的桥梁准静态时程响应；

S2：建立影响线识别数学模型

基于采样频率、车辆轴距构建车辆信息矩阵，并基于车辆信息矩阵建立影响线识别数学模型；

S3：影响线求解

引入误差项并采用Tikhonov正则化方法对影响线识别数学模型进行优化，利用优化后的影响线识别数学模型求解桥梁结构准静态影响线。

更进一步地，在所述步骤S1中，具体处理过程如下：

S11：输入桥梁原始时程响应y(t)，寻找局部极大值点和极小值点；

S12：通过三次样条插值计算局部极大值函数与极小值函数，并绘制极大、极小值函数包络线e_max(t)、e_min(t)；

S13：通过下式计算局部均值：m(t)＝(e_max(t)+e_min(t))/2；

S14：用桥梁原始时程响应y(t)减去局部均值得到第一个震荡函数，即h₁(t)＝y(t)-m(t)；

S15：当h₁(t)满足IMF预设条件时，h₁(t)成为第一个IMF(t)，否则，用h₁(t)代替步骤S11中的y(t)并重复步骤S11-S14；