橋梁移動荷載識別的不適定問題研究.pdf

1、移動荷載識別屬于結(jié)構(gòu)動力學(xué)逆問題的范疇，而逆問題的一個顯著特點就是存在不適定性。大多數(shù)移動荷載識別方法最終都轉(zhuǎn)化為線性方程組的求解，方程組的不適定往往造成不同求解方法給出不同的識別精度。本文基于第一識別法、第二識別法、時域法和頻時域法理論，結(jié)合移動荷載識別的特點，提出采用預(yù)處理共軛梯度法識別橋梁移動荷載。通過數(shù)值仿真，發(fā)現(xiàn)預(yù)處理共軛梯度法存在很多優(yōu)點，例如識別精度高，抗噪能力強，收斂速度快，初始參數(shù)易于選取等等。同時通過選取合適的預(yù)優(yōu)矩

2、陣，可以很大程度的改善移動荷載識別中的不適定問題。
　　 仿真結(jié)果表明：預(yù)處理共軛梯度法在方程組不適定情況下仍能給出較高的識別精度，且識別結(jié)果對噪聲影響有明顯的抵抗能力。特別當(dāng)僅僅采用彎矩響應(yīng)識別移動荷載時，其識別精度較時域法有明顯的提高。這為移動荷載識別方法的實際應(yīng)用打下了基礎(chǔ)，因為在實際情況下，測量響應(yīng)總是不可避免的包含高頻噪聲，而彎矩響應(yīng)成分多為低頻成分，不易受到噪聲的干擾，因而由其識別荷載精度也會更高。預(yù)優(yōu)矩陣的選取對預(yù)

3、處理共軛梯度法非常重要，因為它影響到預(yù)處理共軛梯度法的識別精度、抗噪性以及抗不適定性等關(guān)鍵問題。
　　 為了進一步檢驗預(yù)處理共軛梯度法，也為了將這種方法推廣到現(xiàn)場識別移動荷載，在實驗室開展了車橋模型試驗。利用試驗測量的橋梁彎矩響應(yīng)數(shù)據(jù)，檢驗預(yù)處理共軛梯度法在不同工況下的識別結(jié)果。比較橋梁模態(tài)數(shù)、預(yù)處理共軛梯度法迭代次數(shù)、橋面粗糙度、車輛重量以及測點選擇對識別結(jié)果精度的影響后，研究結(jié)果表明：基于PCGM 方法能夠精確地識別車輛荷載