一种适用于宽频激励的地铁构架载荷识别方法

摘要

工程结构动载荷识别采用传递矩阵求逆的方法将产生误差，采用载荷解耦标定方法对角化传递矩阵可避免传递矩阵求逆带来的误差。为此，基于应变测量原理研制了高精度测力构架且其测量误差低于5%,建立了地铁构架多源载荷解耦识别方法。针对地铁构架受轮轨激励影响导致载荷频带较宽从而引起激励频率接近构架弹性模态频率发生谐振的问题，通过二阶有阻尼系统在频域上直接量化谐振频率附近载荷幅值放大效应；利用最小二乘复频域法进行工作模态分析识别阻尼比；采用半功率带宽法确定谐振范围并得到校准临界频率；量化了载荷幅值放大效应并得到了载荷优化因子；基于谐振区振动加速度响应在一定程度上反映了处理后载荷的有效性。在时域、频域、损伤等方面，载荷预测应力与实测应力接近，预测损伤与实际损伤比值总体介于1.0～1.6之间，满足构架疲劳评估要求。研究结果对掌握地铁构架真实载荷特征及探讨共振疲劳问题具有重要的工程意义。

关键词

地铁构架 / 载荷识别 / 阻尼比 / 谐振范围 / 疲劳评估

基金资助

国家自然科学基金(U2368215,52205085); 中央高校基本科研业务费专项资金(2022JBXT004)