索力振动法测量神经网络赋泛研究

作者：盖彤彤; 曾森; 于德湖^*; 杨淑娟; 孙宝娣

来源：工程科学与技术, 2021, 53(04): 118-127.

DOI：10.15961/j.jsuese.202000743

• 索力
• 振动法
• BP神经网络
• 广义回归神经网络

索的受力状态关系着索体系桥梁的安全,索力值是衡量索力学状态的重要指标。目前,索的边界条件难以判别是影响索力识别结果准确性的重要因素。为此,利用ANSYS对拉索振动进行数值模拟,并借助已有索力计算公式对建模方式的可靠性进行验证,并生成模拟数据;然后,以索长、线密度、抗弯刚度、1阶频率、2阶频率、3阶频率为输入参数,以索力值为输出参数,结合振动模拟数据,分别建立BP神经网络和广义回归神经网络索力预测模型,并将两种神经网络索力预测模型和已有索力计算公式应用于实际工程中,并进行对比验证。结果表明:BP神经网络索力预测模型的神经网络结构为6–13–13–1,输入层与隐含层1、隐含层1与隐含层2、隐含层2与输出层之间的激励函数分别为tansig、tansig、purelin,训练算法为L–M优化算法trainlm,学习速率为0.1,网络迭代次数为1 000,显示间隔为100,均方误差为0.001,索力预测模型的预测效果良好,但还有进一步优化的空间;广义回归神经网络索力预测模型的最佳spread值为0.002 15,索力预测模型的预测效果优于BP神经网络和已有索力计算公式,且预测误差基本控制在5%以内。利用广义回归神经网络对桥梁索力进行预测,避免了索的边界条件判别错误对索力识别结果准确性的影响,提高了索力的识别精度,具有良好的工程应用价值。

• 单位
  青岛理工大学; 蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心; 土木工程学院