基于经验模态分解与Tikhonov正则化的梁桥影响线识别方法

作     者：周宇 尚稳齐 吴德义 狄生奎 郑旭 

作者机构：大连理工大学土木工程学院 安徽建筑大学建筑健康监测与灾害预防技术国家地方联合工程实验室 安徽建筑大学土木工程学院 兰州交通大学土木工程学院 

出 版 物：《振动工程学报》 (Journal of Vibration Engineering)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：安徽省高校自然科学研究项目-重点项目（2022AH050248） 建筑健康监测与灾害预防国家与地方联合工程实验室开放课题（GG22KF002） 企业委托技术开发课题（HYB20220240、HYB20230001） 安徽省高校优秀拔尖人才培育项目（gxgnfx2022021） 甘肃省建设科技项目计划（JK2023-03） 国家自然科学基金资助项目（51868045） 

主　　题：桥梁工程 影响线识别 移动荷载 经验模态分解 Tikhonov正则化 

摘      要：挠度影响线、应变影响线能够完整地反映梁桥截面抗弯刚度，在获取梁桥实测时程响应过程中，车辆移动荷载作用下的梁桥响应掺杂了影响线信息和结构动力成分，并受到加载车辆的多轴效应干扰。为准确识别梁桥结构影响线，提出通过经验模态分解剔除梁桥实测数据中的动力成分，得到含有车辆多轴效应的梁桥准静态响应数据，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梁桥影响线的稳定解。通过建立1/2双轴车过简支梁桥与三跨变截面连续梁桥的数值仿真模型，提取车辆不同移动速度下简支梁桥跨中和三跨连续梁桥中跨跨中的挠度、应变时程响应，验证了基于经验模态分解与Tikhonov正则化方法识别梁桥影响线的可行性与有效性，准确地识别了梁桥结构算例的挠度影响线、应变影响线，并通过建立误差指标定量评价影响线识别效果，研究还发现，梁桥影响线的识别效果随加载车辆速度增大而降低。