(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210793452.4 (22)申请日 2022.07.07 (71)申请人 福州大学 地址 362251 福建省泉州市晋 江市金井镇 水城路1号 (72)发明人 方圣恩　谭佳丽　张笑华　 (74)专利代理 机构 福州元创专利商标代理有限 公司 35100 专利代理师 陈鼎桂　蔡学俊 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于拉索应力时程曲线的斜拉桥等效车辆 荷载识别方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于拉索应力时程曲线的 斜拉桥等效车辆荷载识别方法， 包括以下步骤： 步骤S1:结合斜拉桥监测索位置和行车速度定义 各相邻索出现波峰的最大时间差,并依据两相邻 斜拉索波峰出现的先后顺序判断行车方向;步骤 S2:结合行车方向的单向区间波峰识别方法， 以 识别出同辆车造成的相邻索波峰值;步骤S3:通 过斜拉桥最边缘两根索之间出现波峰位置的距 离和相应时间差计算车辆速度;步骤S4:基于子 区间段车速进行错峰剔除； 步骤S5:结合有限元 模型进行等效车辆荷载识别； 步骤S6:根据步骤 S5得到的等效车辆荷载识别结果， 直接对等效车 辆荷载的分布情况进行统计， 得到其概率密度曲 线。 本发明可以有效提高等效车辆荷载识别的精 度。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 115130185 A 2022.09.30 CN 115130185 A 1.一种基于拉索应力 时程曲线的斜拉桥等效车辆荷载识别方法， 其特征在于， 包括以 下步骤： 步骤S1:结合斜拉桥监测索位置和行车速度定义各相邻索出现波峰的最大时间差,并 依据两相邻斜拉索波峰出现的先后顺序判断行 车方向； 步骤S2:结合行车方向的单向区间波峰识别方法， 以识别出同辆车造成的相邻索波峰 值； 步骤S3:通过斜拉桥最边缘两根索之间出现波峰位置的距离和相应时间差计算车辆速 度； 步骤S4:基于 子区间段 车速进行错峰剔除； 步骤S5:结合有限元模型进行等效车辆荷载识别； 步骤S6:根据步骤S5得到的等效车辆荷载识别结果， 直接对等效车辆荷载的分布情况 进行统计， 得到其 概率密度曲线。 2.根据权利要求1所述的基于拉索应力时程曲线的斜拉桥等效车辆荷载识别方法， 其 特征在于， 所述 步骤S1具体为： 步骤S11:在斜拉桥运营过程中对预设区间斜拉索的应力进行监测， 得到各监测索的应 力时程曲线， 同时预先设置斜拉桥的桥头和桥尾， 设共监测n根斜拉索， 按斜拉桥从桥头至 桥尾的顺序对斜拉索进行编号， C1,C2, …,Cn； 步骤S12:通过识别预设时间间隔内的应力局部最大值作为波峰值， 限定两峰值时间间 隔最小为Δt， 峰值最小为 并忽略小于 的波峰不再识别； 最后识别 到C1号索的各波峰 值及其出现的时刻， 用一维矩阵[P11,P12,…,P1t]表示所识别的波峰值； [T11,T12,…,T1t]表 示波峰出现的时刻， t 表示波峰个数， 即等效车辆荷载个数； 步骤S13:通过有限元分析 得到各相邻索出现波峰的最大时间差 ΔTi→i+1； 步骤S14:通过判断两副相邻索波峰出现的时间先后顺序,判断车辆通行 方向。 3.根据权利要求2所述的基于拉索应力时程曲线的斜拉桥等效车辆荷载识别方法， 其 特征在于， 所述 步骤S13具体为： 首先， 在斜拉桥有限元模型中模拟行车通行过程， 记录各索出现波峰时车辆所处位置， 对于n根斜拉索， 对应 应力出现波峰时的车辆所处斜拉桥的位置表示 为D1,D2,…,Dn； 其次， 设定一速度下限νmin， 进一步得到各相邻索的最大时间差ΔTi→i+1＝(Di+1‑Di)/ νmin。 4.根据权利要求1所述的基于拉索应力时程曲线的斜拉桥等效车辆荷载识别方法， 其 特征在于， 所述步骤S2具体为： 若行车方向为正向， 则在时间段[T21,T21+ΔT2→3]有向地寻找 C3号索波峰， 并定位其出现波峰的时刻为T31； 反之， 若中的行车方向为负向， 则在时间段 [T21‑ΔT2→3,T21]有向地寻找C3号索波峰， 定位 其出现波峰的时刻为T31； 重复t次， 直至识别出n 根索的t个波峰， 用矩阵 表示。 5.根据权利要求1所述的基于拉索应力时程曲线的斜拉桥等效车辆荷载识别方法， 其权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115130185 A 2特征在于， 所述步骤S4具体为： 将斜拉桥划分为由C1索至Cn号索的n ‑1个子区间段， 通过距 离与时间差的比值计算各子区间段的行车速度， 其次， 将相邻区间段速度方向相反的波峰 识别数据剔除。 6.根据权利要求1所述的基于拉索应力时程曲线的斜拉桥等效车辆荷载识别方法， 其 特征在于， 所述 步骤S5具体为： 步骤51： 结合波峰数据， 将车重荷 载在区间[0 ‑M]t中划分为N个等分点， M为可 能出现的 等效车辆荷载最大值。 分别通过有限元计算各行车荷载通车条件下各索峰值， 得到各索的 行车荷载‑索应力峰值曲线。 步骤52： 结合各索行车荷载 ‑索应力峰值曲线， 将步骤1 ‑4中识别到的各索应力峰值点 代入相应曲线中， 通过内插法计算各索应力峰值 点所对应的等效车辆荷载值； 步骤53： 对于第一个出现波峰组[P11,P21,…,Pn1]， 将计算得到各索等效车辆荷载的均 值作为此波峰组对应的等效车辆荷载， 重复上述过程即可识别出 所有等效车辆荷载值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115130185 A 3