本发明属于桥梁结构健康监测数据分析，涉及一种基于有限测点重构拉索边界响应的索力识别方法。
背景技术：
1、拉索在斜拉桥结构中发挥着重要作用。索力是斜拉桥施工控制、健康监测和性能评价的重要指标。现有桥梁健康监测系统中通过传感器监测拉索的振动响应和实时索力，以保障桥梁的安全运营。因此，索力的准确识别对于斜拉桥的在线监测和状态评估非常重要。
2、基于振动频率法的索力识别公式得到了广泛的研究，因其只需要在拉索上安装一个加速度计即可测量拉索振动响应并估算出索力。以其成本低、可操作性强的优点，在桥梁健康监测系统中应用普遍。基于弦振动理论的索力识别公式建立在边界固定的条件下，且忽略了拉索的垂度和弯曲刚度。zui等(practical formulas for estimation of cabletension by vibration method)提出了考虑弯曲刚度的分段实用公式，方志等(practicalformula for cable tension estimation by vibration method)给出了最简便实用的显式公式。上述推导的索力识别公式在使用中忽略了弯曲刚度时变性的问题，且将边界条件假定为理想的铰接或固支，忽略了实际桥梁运营下车致主梁振动使边界发生扰动的问题。
3、基于索-梁传递率函数(cbtf)的索力和弯曲刚度联合识别方法(jointidentification of cable force and bending stiffness using vehicle-inducedcable–beam vibration responses)解决了上述难题，但与传统的方法相比，cbtf需要测量拉索及梁端锚固处的响应，这无疑增加了主梁上的测量点数量。现有桥梁监测系统中通常在主梁关键位置安装传感器，无法用于测量所有桥梁的边界响应。为此，提出了一种基于有限测点响应插值主梁挠曲线方程的方法来重构每根拉索的梁端响应，然后根据索-梁响应联合识别索力和弯曲刚度。实现本发明方法充分利用了监测系统中拉索和主梁的响应数据，推动了联合识别算法在桥梁索力监测方面的应用，对斜拉索的在线识别和性能预警有重要意义。
技术实现思路
1、本发明的目的是通过车致主梁和拉索的振动响应，提供了一种考虑边界扰动的拉索索力和弯曲刚度联合识别方法。
2、本发明的技术方案：
3、一种基于有限测点重构拉索边界响应的索力识别方法，步骤如下：
4、步骤一：主梁测点的加速度响应时程转换得到位移响应时程
5、测量得到主梁各测点的加速度响应时程，分别使用高通滤波器和低通滤波器去除温度和噪声造成的趋势项，然后对加速度响应时程进行二次积分得到位移响应时程：
6、
7、其中，i表示测点编号，xi表示测点的位置，t代表响应时长，u(xi，t)和a(xi，t)分别表示第i个测点位置的位移和加速度响应时程，u0(xi，0)表示测点位置的初始位移；
8、步骤二：基于有限测点响应重构主梁任一位置的位移响应
9、对于主梁[0，l]内有个测点，0＝x0＜x1＜x2＜…＜xm＜xm+1＝l，某一时刻tj(tj∈[0，t])下对应的挠度值为u(0，tj)，u(x1，tj)，u(x2，tj)，…，u(xm，tj)，u(l，tj)，其中x0＝0，xm+1＝l；根据三次样条插值函数的性质，s(xi，tj)在每个区间[xi，xi+1](i＝0，1，2，…，m)是一个三次多项式：
10、s(xi，tj)＝aixi3+bixi2+cixi+di
11、其中ai，bi，ci，di待定，且上式满足插值连续性：s(xi，tj)＝u(xi，tj)，s(xi-0，tj)＝s(xi+0，tj)，s′(xi-0，tj)＝s′(xi+0，tj)，s″(xi-0，tj)＝s″(xi+0，tj)，(i＝1，…，m)。由于斜拉索主梁两端分别固定在桥墩或桥塔的横梁上，且主梁两端的转角相对较小，假定主梁两端的边界条件为固结的形式：
12、s′(x0，tj)＝s′(0，tj)＝0，s′(xm+1，tj)＝s′(l，tj)＝0
13、根据上述m+1个区间内s(xi)(i＝0，1，2，…，m)满足的4(m+1)个条件，建立m+1个方程组：
14、
15、用追赶法对上式m+1个方程组进行求解，得到tj时刻下主梁的挠曲线方程u(x，tj)，因此估算此时主梁任一拉索边界处xc的挠度值u(xc，tj)，同样的，得到[0，t]内的任意位置的位移响应时程；
16、步骤三：对重构的位移响应时程二次求导得到加速度响应时程
17、位移响应时程二次求导得到加速度响应时程：
18、
19、步骤四：使用联合识别算法估算索力和弯曲刚度
20、(1)建立边界扰动的斜拉索理论模型，由边界即x＝l处振动vimp(t)引起的拉索任意位置x＝lc处响应在频域的表示形式为索-梁传递率函数cbtf为拉索响应与拉索梁端锚固处响应的比：
21、
22、(2)基于测量的拉索振动响应和重构的拉索边界振动响应，计算得到实测cbtf；
23、(3)基于索-梁传递率函数的联合识别算法估算索力和弯曲刚度。
24、本发明的有益效果：本能发明通过既有监测系统的主梁有限测点响应，重构各拉索边界振动响应，将考虑边界扰动的索力和弯曲刚度联合识别方法广泛应用于斜拉桥在线监测数据分析中，充分利用拉索和主梁响应之间的传递关系，实现索力的在线识别与实时监测。
1.一种基于有限测点重构拉索边界响应的索力识别方法，其特征在于，步骤如下：
