應用于OSD的兩種軸重識別算法對比分析

安家禾， 趙華， 馬鵬飛， 張斌

(1.湖南大學 機械與運載工程學院， 湖南 長沙 410082；2.湖南大學 土木工程學院風工程與橋梁工程湖南省重點實驗室， 湖南 長沙 410082)

正交異性鋼橋面是由加勁肋和橋面板焊接而成，具有輕質和承載力高的顯著特性，已經被廣泛應用到諸多的大跨橋梁中[1]。但是由于其各組件(頂板、縱肋和隔板)之間采用焊接的形式連接，因此正交異性鋼橋面在連接焊縫處易產生疲勞開裂。鋼橋面直接承受車輪荷載的反復作用，由于橫隔板的存在導致內力影響線較短，在重型車輛荷載引起的應力變幅下容易產生疲勞開裂[2]。疲勞裂縫是正交異性鋼橋面的主要破壞形式之一，且疲勞開裂后的修檢會產生大量的經濟負擔[3-5]。

橋梁動態稱重作為對橋梁結構中車輛荷載進行監控和車軸識別的有效工具，目前已經成功地應用于混凝土梁橋、鋼梁橋和斜拉橋等各種橋梁中[5-10]。目前，已有諸多學者研究了關于BWIM系統在正交異性橋面中應用的可行性及其適用性。1996年，法國國家路橋中心第一次提出對正交異性鋼橋面應用BWIM系統的概念；Ojio等[8]首次研究了BWIM在鋼橋正交異性橋面中應用的可行性并進行了實橋試驗(1998)；1999年，Demspey等[9]就BWIM在正交異性橋面板的應用中提出整體優化識別算法以提高其車軸識別精度；Law和Bu[10]利用有限元模擬鋼梁橋并通過模態疊加的方法獲得橋梁動力應變，依據結構空間狀態列出運動方程來識別和求解得到車輛軸重信息；Zhu等[13]研究了正交異性橋面在動力荷載下的受力特性，并指出：由于主梁橫隔板的加勁作用，正交異性橋面的縱向U肋在動力荷載下其受力特點與多跨連續梁相似；……