[发明专利]一种用于桥梁的车辆移动载荷的识别方法

摘要

本发明提供了一种用于桥梁的车辆移动载荷的识别方法，其特征在于该方法所涉及的硬件包括多个动应变传感器和处理模块；所述动应变传感器和处理模块即形成识别系统；所述方法包括S1设定测点；S2获取动应变影响线，识别系统搭建完成；S3将识别系统投入运营，获取车辆信息；本发明的有益效果所需系统参数少、系统简单，受桥梁客观因素影响小，且能对多车移动载荷进行识别。

主权项

一种用于桥梁的车辆移动载荷的识别方法，其特征在于：该方法所涉及的硬件包括：多个动应变传感器和处理模块；所述动应变传感器和处理模块即形成识别系统；所述方法包括：S1：设定测点；S2：获取动应变影响线，识别系统搭建完成；S3：将识别系统投入运营，获取车辆信息；所述步骤S1包括：设桥梁上有n条车道，在所述桥梁上选取桥梁的两个横截面为测试截面，两个测试截面间隔一定距离，沿桥梁横向将单个测试截面划分为多个测点，单个测点的横向范围与单条车道的横向范围对应，多个测点与多条车道一一对应；每个测点均布设有动应变传感器，将动应变传感器的信号输出端与所述处理模块连接；所述步骤S2包括：单个测点对应n个动应变影响线，单个测点所辖的n个动应变影响线与n条车道一一对应；按如下方式获取单个动应变影响线：1)、控制一汽车从单条车道上驶过，该汽车的轴距为z、前轴轴重为g1、后轴轴重为g2、车速为v，z、g1、g2、v均为已知；2)、汽车行驶过程中，通过动应变传感器实时获取相应测点的动应变响应值，以时间t为横坐标，以动应变响应值为纵坐标，形成动应变响应曲线ε′s(t)；3)、处理模块根据动应变响应曲线按下式生成相应的动应变影响线εy(x)：g1εy(x)＝ε′s(t)(0≤x＜z,t＝x/v)g1εy(x)+g2εy(x‑z)＝ε′s(t)(z≤x,t＝x/v)其中，x是汽车前轴与相应车道起点的距离，也是所述动应变影响线的横坐标值；所述步骤S3包括：设两辆汽车同向先后驶入桥梁，在前的汽车记为A车，在后的汽车记为B车，A车驶出桥梁之前，B车已驶入桥梁；按如下方式获得A车和B车的车辆信息：1)、从A车驶入桥梁开始到B车驶出桥梁为止的过程中，通过动应变传感器实时获取相应测点的动应变响应值，以时间t为横坐标，以动应变响应值为纵坐标，为每个测点生成相应的动应变响应曲线；2)、对各个动应变响应曲线进行去噪处理；3)、设A车前轴的入桥时刻为T1，B车前轴的入桥时刻为T3；两个所述测试截面中，与车辆入桥位置距离最短的测试截面记为第一截面，另一个测试截面记为第二截面；根据动应变响应曲线，提取第一截面所辖的各个测点在T1时刻所对应的动应变响应值εs1(t)，多个εs1(t)中的最大值记为εs1max(t)，εs1max(t)对应的测点所在的车道即为A车所在车道；提取第一截面所辖的各个测点在T3时刻所对应的动应变响应值εs2(t)，多个εs2(t)中的最大值记为εs2max(t)，εs2max(t)对应的测点所在的车道即为B车所在车道；4)、以某一测点作为标准测点，该标准测点的动应变响应曲线记为εs(t)；按下式计算A车前轴轴重G1：G1G0=V1∫T1T2ϵs(t)dt∫0V1×(T2-T1)ϵy1(x)dx]]>其中，V1为A车车速，T2为A车的后轴入桥时刻，εy1(x)为与A车所在车道相对应的动应变影响线，G0为单位载荷；V1按下式计算：V1＝ΔL/(TA2‑TA1)其中，ΔL为所述两个测试截面的间距，TA1为A车前轴行驶到第一截面正上方的时刻，TA2为A车前轴行驶到第二截面正上方的时刻；T1按下式计算：T1＝TA1‑L1/V1其中，L1为第一截面距离车道起点的距离；T2按下式计算：T2＝TA1‑(L1‑Z1)/V1其中Z1为A车的轴距，Z1按下式计算：Z1＝V1×(TA3‑TA1)其中TA3为A车后轴行驶到第一截面正上方的时刻；按下式计算A车后轴轴重G2：G2G0∫0V1×(T3-T2)ϵy1(x)dx+G1G0∫0V1×(T3-T1)ϵy1(x)dx=∫T1T3ϵs(t)dt]]>T3按下式计算：T3＝TB1‑L1/V2其中TB1为B车前轴行驶到第一截面正上方的时刻，V2为B车车速；V2按下式计算：V2＝ΔL/(TB2‑TB1)其中TB2为B车前轴行驶到第二截面正上方的时刻；按下式计算B车前轴轴重G3：G3G0∫0V2×(T4-T3)ϵy2(x)dx+G2G0∫0V1×(T4-T2)ϵy1(x)dx+G1G0∫0V1×(T4-T1)ϵy1(x)dx=∫T1T4ϵs(t)dt]]>其中，εy2(x)为与B车所在车道相对应的动应变影响线，T4为B车的后轴入桥时刻；T4按下式计算：T4＝TB1‑(L1‑Z2)/V2其中Z2为B车的轴距，Z2按下式计算：Z2＝V2×(TB3‑TB1)其中TB3为B车后轴行驶到第一截面正上方的时刻；按下式计算B车后轴轴重G4:G4G0∫0V2×(T5-T4)ϵy2(x)dx+G3G0∫0V2×(T5-T3)ϵy2(x)dx+G2G0∫0V1×(T5-T2)ϵy1(x)dx+G1G0∫0V1×(T5-T1)ϵy1(x)dx=∫T1T5ϵs(t)dt]]>设B车出桥的时刻为T6，T5为T4和T6之间的任意时刻。