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桥梁建设2025年第01期:基于最小二乘支持向量机和车辆荷载监测数据的悬索桥吊索疲劳寿命预测

来源:期刊VIP网 时间:


作者:曾国良;邓扬;

单位:湖南文理学院土木建筑工程学院;长沙理工大学土木工程学院;北京建筑大学土木与交通工程学院;

摘要:针对传统吊索疲劳寿命计算方法计算效率低、无法考虑交通量增长的问题,基于最小二乘支持向量机(LSSVM)和车辆荷载监测数据进行悬索桥吊索疲劳寿命预测研究。以某大跨度双塔单跨悬索桥为背景,采用LSSVM建立吊索疲劳损伤与车辆荷载监测数据的相关性模型,建模过程中考虑LSSVM模型输入与输出的最优模式以及训练数据长度;建立1根吊索(以29号吊索为例)与其它吊索的日疲劳损伤之间的相关性模型,预测其它吊索的疲劳损伤;考虑日车流量和等效车总重的增长,进行吊索疲劳寿命预测。结果表明:对于29号吊索的4种LSSVM模型,模型Ⅳ的边界条件较其它3种模型更为合理,测试数据的平均相对误差低于模型Ⅰ~Ⅲ;该方法将日疲劳损伤与车辆荷载监测数据进行直接关联;LSSVM相关性模型的预测能力依赖于训练样本的数量,当训练数据长度为284 d时,模型Ⅳ的预测能力较强,其平均相对误差低于5.5%;同时考虑日车流量和等效车总重增长时,疲劳累积损伤显著增长。

关键词:悬索桥;;吊索;;结构健康监测;;车辆荷载;;疲劳损伤;;疲劳寿命;;最小二乘支持向量机;;相关性模型

基金资助:国家自然科学基金项目(51878027);; 湖南文理学院科技创新团队项目(2020-26-5)~~