日本桥梁和建筑结构监测的研究与实施综述丨Engineering(22)

图18 （a）HC模型；（b）三种车辆测得的轮廓与轮廓测量仪测得的轮廓的比较。mb ：车体质量；Iy ：惯性力矩；ub ：车体的垂直运动；θ：车体俯仰运动；d 是车辆前轴与传感器位置之间的距离，mf 和mr 表示轮胎质量；kf 和kr 表示车辆悬架刚度；ktf 和ktr 表示轮胎刚度；cf 和cr 表示悬架阻尼；ur 和uf 表示轮胎的垂直位移，hf 和hr表示道路平整度；Lf 和Lr表示从车辆重心（COG）到悬架装置的距离。下标f 和r 分别表示车辆的前端和尾部。经Elsevier Ltd.许可，转载自参考文献，2018
为了根据车辆响应来估算轮廓，HC模型的参数是首先必须要确定的。这可以通过分析车辆在经过一个已知大小的路面隆起后的响应来完成。该方法已经被研究人员提出并通过了实验验证。参数识别技术的使用使得多种车辆类型可被用于轮廓估算。在日本，研究人员已使用此方法对100多辆装有智能手机的车辆进行了校准，而且这些校准后的车辆已被用于记录日常行驶中的震动响应。识别出的道路路面轮廓被用来评估路面状况。
此外，轮廓估算技术已经在几个桥梁动力学问题中得到利用。首先，轮廓估算法可以被轻松转换为轮胎接触力估算法。将依据车辆响应测量值估算出的轮胎接触力与由车轴上称重传感器测得的轮胎接触力进行比较（图19），结果表明，由这两种方法测得的接触力在动态频率范围内是一致的[图20（a）]。因此，桥梁受到的力可以通过移动车辆被有效地估算出来。施加在桥梁上的动态载荷一旦被确定，就可以利用与车辆响应同步获得的桥梁振动响应来估计桥梁的模态质量[图20（b）]。桥梁模态质量是桥梁的基本属性。模态质量主要被用于利用桥梁的动态响应来估算桥梁上车辆施加的力。