基于光纖光柵傳感的交通荷載識別研究.pdf

1、近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路在交通運(yùn)輸中所占的比例越來越大，車輛超載現(xiàn)象普遍存在且由此引發(fā)的交通事故頻頻發(fā)生，引發(fā)了人們對交通荷載識別問題的廣泛關(guān)注。交通荷載識別更是健康監(jiān)測的重要組成部分，能夠更進(jìn)一步完善健康監(jiān)測系統(tǒng)，為橋梁狀態(tài)評估以及交通規(guī)劃提供數(shù)據(jù)支撐?，F(xiàn)有的荷載識別方法均在一定程度上有其局限性，需要做更進(jìn)一步的研究探索。
　　基于光纖光柵傳感技術(shù)，本文提出了一種能夠?qū)囕v的軸數(shù)、軸距、輪距、行駛速度、橫向作用位置和車重

2、等參數(shù)進(jìn)行快速識別，且操作簡便的交通荷載參數(shù)識別方法，并結(jié)合數(shù)值模擬算例和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)進(jìn)行車輛參數(shù)識別，驗(yàn)證了該方法的有效性和實(shí)用性。本文主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)基于光纖光柵傳感技術(shù)，提出了一種能夠?qū)囕v的軸數(shù)、軸距、輪距、行駛速度、橫向作用位置和車重等參數(shù)進(jìn)行快速識別的交通荷載識別方法，對其進(jìn)行了詳細(xì)介紹。根據(jù)傳感器響應(yīng)中的峰值數(shù)量、時(shí)間間隔，進(jìn)行車輛軸數(shù)、速度和軸距的識別。根據(jù)不同位置傳感器的響應(yīng)擬合應(yīng)變曲線，曲線轉(zhuǎn)

3、折點(diǎn)即為荷載作用位置。提取傳感器的響應(yīng)峰值，對偏離中間位置行駛的車輛引起的應(yīng)變進(jìn)行修正，結(jié)合應(yīng)變荷載系數(shù)進(jìn)行荷載識別。
　　(2)通過數(shù)值模擬算例，提取不同工況下的鋼梁應(yīng)變，依據(jù)本文所提出的識別方法進(jìn)行車輛參數(shù)識別。結(jié)果表明，該方法能夠精確識別車輛軸數(shù)、速度和軸距;利用鋼梁合適位置的應(yīng)變對荷載作用位置進(jìn)行識別的誤差基本可控制在1.5％的范圍內(nèi)，輪距識別誤差在0.3％以內(nèi);通過應(yīng)變位置系數(shù)對偏離鋼梁跨中位置的荷載引起的應(yīng)變進(jìn)行修正，

4、荷載識別的誤差可控制在1.5％以內(nèi)。在原始應(yīng)變數(shù)據(jù)中加入高斯白噪聲，對荷載參數(shù)進(jìn)行識別的誤差與無噪聲情況下差別較小，表明該方法具有較好的抗噪性能。
　　(3)在實(shí)驗(yàn)室澆筑道路模型，進(jìn)行車輛荷載實(shí)驗(yàn)，根據(jù)鋼梁不同位置的響應(yīng)，按照識別方法進(jìn)行車輛參數(shù)識別。結(jié)果表明，該方法能夠準(zhǔn)確識別車輛軸數(shù)，對于行駛速度和軸距的識別誤差則隨著速度的增大而增大，可以控制在15％的范圍內(nèi);車輛橫向行駛位置的識別誤差隨著車輛偏離鋼梁跨中距離的增大而增大，主