基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的橋上移動荷載識別.pdf

1、橋梁受車輛移動荷載的作用以及運輸超載的影響,極易發(fā)生疲勞損傷甚至破壞和倒塌,嚴重威脅橋梁的使用安全性.因此,對橋梁上移動車輛荷載的識別,以確定橋上移動荷載的大小和種類,對橋梁的健康監(jiān)測與日常維護、安全評定與交通規(guī)劃等具有重要的理論意義和應用價值. 本文基于移動荷載動力模型,將BP神經(jīng)網(wǎng)絡理論用于橋上移動荷載識別問題中.首先基于歐拉梁振動理論與模態(tài)疊加法,建立了多個移動荷載作用下的簡支梁和連續(xù)梁的運動方程；采用4自由度平面車輛動力

2、模型,并利用離散逆傅立葉變換法模擬橋面不平整度；其中連續(xù)梁采用了準確的頻率方程及振型的統(tǒng)一解析式；數(shù)值仿真分析中,分別對一簡支梁和一連續(xù)梁在移動車輛荷載作用下的動力響應及車一橋相互作用力進行了模擬. 然后,基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡進行了橋上移動荷載識別研究.將橋梁應變響應作為網(wǎng)絡輸入,移動荷載參數(shù)作為輸出,依據(jù)橋梁的不同狀態(tài)(不同車速、不同軸重,不同位置)建立樣本庫；同時對輸入?yún)?shù)進行敏感性分析,并對樣本進行了常規(guī)處理及特征提取,確定了

3、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)及訓練參數(shù)； 識別中采用分步識別技術(shù),分別對橋上移動車載速度、位置及大小進行了識別,并利用遺傳算法對網(wǎng)絡權(quán)值進行了優(yōu)化. 最后,利用數(shù)值算例驗證了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡識別橋上移動車載的可行性.分別討論了簡支梁上與連續(xù)梁上的靜力模型和動力模型等多種情況下的荷載識別,并對橋上多車荷載的識別進行了分析；同時對神經(jīng)網(wǎng)絡荷載識別方法的抗噪能力及路面不平度、車輛行駛速度及響應測點等對識別結(jié)果的影響進行了分析. 研究結(jié)果表