基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(yán)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(hù)、安全評定與交通規(guī)劃等具有重要的理論意義和應(yīng)用價值. 本文基于移動荷載動力模型,將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(zhǔn)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(yīng)及車一橋相互作用力進(jìn)行了模擬. 然后,基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了橋上移動荷載識別研究.將橋梁應(yīng)變響應(yīng)作為網(wǎng)絡(luò)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(jìn)行敏感性分析,并對樣本進(jìn)行了常規(guī)處理及特征提取,確定了

3、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及訓(xùn)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(jìn)行了識別,并利用遺傳算法對網(wǎng)絡(luò)權(quán)值進(jìn)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(luò)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(jìn)行了分析；同時對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(yīng)測點等對識別結(jié)果的影響進(jìn)行了分析. 研究結(jié)果表