简支梁桥轻量化监测状态评估方法研究：BP神经网络代理模型+SVMD提取准静态挠度，β系数分级

桥梁检测

刊期：广西大学学报（自然科学版）2026年第01期

题目：简支梁桥轻量化监测的状态评估方法研究

作者：田石柱；陆一帆；刘晨光

单位：苏州科技大学土木工程学院

摘要：为了提升简支梁桥状态评估效率和评估智能化水平，提出基于准静态响应的桥梁正常使用状态的快速智能评估方法。首先，以车辆信息监测和关键截面的挠度监测为基础，建立轻量化监测体系；其次，建立以车辆信息和截面响应为输入、准静态挠度响应为输出的3种机器学习模型，构建桥梁响应有限元代理模型；再次，提出基于逐次变分模态分解（SVMD）的准静态挠度曲线自适应提取方法，通过迭代分解、残差评估，自动确定最优模态分解个数；最后，通过损伤桥梁和未损桥梁的准静态响应曲线面积比，构建评估系数β和桥梁状态分级表，并通过简支箱梁桥的数值算例进行验证。

结果表明：基于反向传播（BP）神经网络构建的有限元代理模型训练结果最优，决定系数（R²）为98%、均方根误差（RMSE）为0.0069；通过SVMD提取出的准静态挠度响应整体相对误差均小于2%，峰值相对误差均小于1%；将模型刚度折减成设计值的88%时，计算简支箱梁桥的β值为0.88，通过桥梁状态分级表评估桥梁的状态为“一般”，与设置的损伤状况一致，可初步判断桥梁的正常使用状态。

关键词：轻量化监测；数据处理；机器学习；BP神经网络；准静态响应；状态评估

基金资助：国家自然科学基金项目（52208189）；江苏省高等学校基础科学（自然科学）面上项目（21KJB580006）

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▶ 来源：广西大学学报（自然科学版）／期刊VIP网
▶ 原文标题：简支梁桥轻量化监测的状态评估方法研究
▶ 原文链接：http://www.qikanvip.com/qkml/175506.html
▶ 转载时间：2026-10-04