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)濟的快速發(fā)展，公路在交通運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。現(xiàn)有的荷載識別方法均在一定程度上有其局限性，需要做更進一步的研究探索。
　　基于光纖光柵傳感技術，本文提出了一種能夠對車輛的軸數(shù)、軸距、輪距、行駛速度、橫向作用位置和車重

2、等參數(shù)進行快速識別，且操作簡便的交通荷載參數(shù)識別方法，并結合數(shù)值模擬算例和實驗室實驗進行車輛參數(shù)識別，驗證了該方法的有效性和實用性。本文主要研究內容及結論如下:
　　(1)基于光纖光柵傳感技術，提出了一種能夠對車輛的軸數(shù)、軸距、輪距、行駛速度、橫向作用位置和車重等參數(shù)進行快速識別的交通荷載識別方法，對其進行了詳細介紹。根據(jù)傳感器響應中的峰值數(shù)量、時間間隔，進行車輛軸數(shù)、速度和軸距的識別。根據(jù)不同位置傳感器的響應擬合應變曲線，曲線轉

3、折點即為荷載作用位置。提取傳感器的響應峰值，對偏離中間位置行駛的車輛引起的應變進行修正，結合應變荷載系數(shù)進行荷載識別。
　　(2)通過數(shù)值模擬算例，提取不同工況下的鋼梁應變，依據(jù)本文所提出的識別方法進行車輛參數(shù)識別。結果表明，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變對荷載作用位置進行識別的誤差基本可控制在1.5％的范圍內，輪距識別誤差在0.3％以內;通過應變位置系數(shù)對偏離鋼梁跨中位置的荷載引起的應變進行修正，

4、荷載識別的誤差可控制在1.5％以內。在原始應變數(shù)據(jù)中加入高斯白噪聲，對荷載參數(shù)進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)在實驗室澆筑道路模型，進行車輛荷載實驗，根據(jù)鋼梁不同位置的響應，按照識別方法進行車輛參數(shù)識別。結果表明，該方法能夠準確識別車輛軸數(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;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