基于模态参数的桥梁状态快速测试与分析

结构模态参数的测试与评定是工程结构检测的重要组成部分,对桥梁静力、动力评定指标进行了探讨,通过对20余座桥梁动、静载试验结果数据样本的分析,验证了动力刚度与静力刚度指标的一致性,采用模态参数可以进行桥梁结构状态的快速测试与分析。     

浅论桥梁静荷载试验分析判定

桥梁荷载试验是对桥梁结构承载能力最为有效的方法。桥梁试验包括静力荷载试验和动力荷载试验两部分,一般以静力荷载为主。通过桥梁抽检跨静力荷载试验,可以了解抽检跨结构内力、变形情况、实际工作性能和工程质量,并以此为依据对桥梁的实际承载能力是否满足设计要求进行评估。因此,桥梁荷载试验是对桥梁检测维护必要的工作。以某桥梁静荷载试验为例,通过对试验结果的图表数据的分析,从结构强度、结构刚度、结构抗裂性三个方面进行结构设计要求评定。     

高速铁路模型箱梁静力非线性和动力损伤关系研究

桥梁结构在荷载作用下的静力非线性与结构动力特性之间的关系是结构损伤识别领域的重要问题。基于高速铁路模型箱梁的重复荷载试验,采用平面非线性有限元分析方法对静力非线性和动力损伤之间的关系进行了研究。通过定义混凝土等效应力－等效塑性应变曲线来定义其弹塑性行为。对数值模型加载到各级荷载后卸载进行动力特性分析,即卸载后计算自振频率和振型。计算结果表明：采用平面非线性有限元分析方法可以比较准确地对箱梁模型进行非线性分析,除了初始模型刚度存在一定误差外,结构的骨架曲线的特征值、加卸载刚度和残余位移吻合较好。在进行非线性分析后进行动力特性是分析可行。竖向频率值的变化能够反映静力非线性发生后结构的损伤出现和损伤的发展规律,这为结构动力损伤识别提供了有效的途径。     

基于静力响应面的混凝土梁桥有限元模型修正

研究基于中心复合设计的静力响应面法在桥梁有限元模型修正中的具体应用.桥梁结构的静力测试受干扰小、过程明确,具有较高的精度和稳定性.以静载试验挠度为响应,进行中心复合设计,拟合能模拟响应与因子间的曲面函数关系的二阶响应面模型.通过调整坐标轴样本点的取值使中心复合设计具有正交性.以方差分析定量判定回归方程和因子的显著性,并通过剔除不显著因子提高响应面模型的精度.对三跨连续梁抗弯刚度的修正结果表明:基于静力测试的二阶响应面模型,对梁桥有限元模型的修正精度能满足工程要求.     

基于实数编码遗传算法的桥梁有限元模型修正方法

为克服传统桥梁有限元模型修正迭代优化过程中存在的局部收敛和提高模型修正精度, 提出了联合实数编码遗传算法与静动力实测数据的有限元模型修正方法; 引入四边形等参元理论和牛顿迭代法编制宏命令, 实现有限元模型中车辆荷载的快速自动加载; 基于结构有限元模型静动力特性构造目标函数, 以实数编码遗传算法为优化策略, 采用MATLAB平台建立了有限元模型修正框架; 通过对一个简支框架结构的数值模拟, 对比了所提出优化方法与其他方法的收敛效率和修正结果, 以验证所提出方法的有效性; 采用拉丁超立方体抽样分析了有限元模型参数变化对桥梁动力响应的影响, 以确定待修正参数, 并采用所提方法修正了一座改建的空心板桥梁的实体有限元模型。分析结果表明: 零阶算法和一阶算法对参数的敏感性和修正范围依赖大, 选用敏感性较小的参数或者参数修正范围大于50%将会导致错误的修正结果; 实数编码遗传算法对初始输入不敏感, 可避免局部收敛的情况; 采用灵敏度分析得到的主要待修正参数有空心板弹性模量、现浇层弹性模量以及支座横桥向和顺桥向的约束刚度; 修正后的空心板弹性模量增幅约为19.13%, 现浇层弹性模量增幅约为16.00%, 横向约束刚度增幅约为46.21%, 纵向约束刚度增幅约为72.72%, 修正后的有限元模型的静动力特性与实测响应吻合良好, 各测点静力响应误差均小于4%, 动力响应误差小于3%。      

基于振动的既有桥梁评估方法的探究

根据试验结果对既有桥梁现貌进行评估、检测是既有桥梁养护、修缮和改建工作的主要技术依撑。在动载试验数据的基础上,采用优化理论对既有桥梁结构进行损伤鉴别,进而依据鉴别结果对仿真模型修正,将修正后的模型用于计算既有桥梁进行承载力,最终达到评估既有桥梁的目的,对其加固设计也是具有实用价值的。     

南京长江二桥索梁锚固区模型试验分析

南京长江二桥的索梁锚固形式采用锚箱式锚固结构,西南交通大学结构试验中心对其进行了静力模型试验研究。文中利用该试验数据,对锚箱式锚固结构中各板的应力分布及其连接可靠度等问题进行了分析研究,并与空间有限元模型分析结果相比较,得到了可靠的结论,为今后类似结构的设计提供参考。     

基于挠度影响线进行桥梁有限元模型修正的研究

通过挠度影响测试,获得车辆在不同位置下,各测点的实测挠度。将挠度测试数据转变为多工况下静载数据,采用最优化理论进行结构有限元模型修正,并与基于荷载试验数据的有限元模型修正结果进行对比,二者基本吻合。在此基础上,提出了基于挠度影响线测试技术进行桥梁结构受力性能评估的实用方法。     

修正的迭代算法用于结构不确定性问题的静力区间分析

区间分析用于结构不确定性问题的处理，具有简单实用的优点．将区间分析和适当的有限元方法相结合，可建立直接求解静力响应区间的区间有限元控制方程．如何保证解区间不被放大或缩小，是结构不确定性问题静力区间分析的关键．文中对改进的迭代解法进行修正，提出一种适用范围更广的修正迭代算法．算例结果表明，该方法是有效的．     

软土地下建筑物地震易损性分析

提出了软土地下建筑物地震易损性的分析的思路.根据软土结构动力反映理论,建立易损性分析的动力模型,结合场地的地震危险性分析得到的地震设防标准和动力参数以及结构抗震性能参数,进行软土结构动力分析.利用累积损伤模型进行软土地基液化概率分析,根据液化概率判断地基液化破坏等级.采用JC拟静力方法进行结构抗震失稳的动力可靠性分析,根据失效概率判定结构抗震失稳破坏等级.     

列控车载设备控制程序及参数远程实时更新方法

针对既有列车控制系统不具备对车载设备控制程序及参数进行远程在线实时更新功能的问题,提出一种基于无线传输和嵌入式的列控车载设备控制程序与参数实时更新方法,在无线机车信号实际应用测试中表明,所实现的程序更新机制具有较高的适应性和可靠性,可有效提高运营中的车载设备程序升级效率,提高了对列车控制的安全性,降低了系统维护成本.     

基于参数化模型框架式码头结构三维数值分析

内河大水位差框架式码头结构形式复杂,结构分析过程中有限元计算模型更改比较困难。通过建立有限元参数化模型,运用静力弹塑性分析方法对框架码头参数化模型按最不利荷载工况进行三维静力分析,计算出各种最不利工况下的内力与非参数化模型内力计算结果进行比较分析。研究表明:两者结果较为吻合,参数化模型是有效可靠的,所建立的参数化模型和分析方法可较好地应用于码头结构优化设计中。     

An improved model updating method of reduced-models for finite element model

Most of exiting model updating methods based on the substructure matrices did not consider the effect of model reduction process on model updating which led to the updating results could not become more and more accurate with the improvement of the model reduction precision and the convergence rate was greatly reduced. In order to solve this problem, this paper analyses the basic reason about this problem, and proposes an improved model updating method of reduced-models, named as improved reduced cross-model cross-mode (IRCMCM) method. The proposed method eliminates the disadvantageous effect by adding a correction term to the model updating formula and employing an iterative process. The results obtained by the referenced method and IRCMCM method are compared by numerical examples of satellite’s plates, which indicate the model updating results are more accurate by using the proposed method, and the model updating precision becomes better with the precision of the model reduction upgraded and the convergence rate is improved to a large extent at the same time.     

诱导信息下的路径选择行为模型

本文为诱导信息下的驾驶员路径选择行为提出了一种基于决策场理论和贝叶斯理论的推理、预测、判断和路径选择决策的交互仿真模型. 首先,由贝叶斯推理理论建立诱导信息和以往出行经验共同作用下的路况动态更新模型;进而将其与基于决策场理论的动态路径选择模型相结合,构成诱导信息下的路径选择行为交互模型. 通过诱导信息下的路径选择行为动态模拟,获取诱导信息对路径选择行为的量化影响效能值. 仿真分析显示,诱导信息可信度、出行经验、路径固有偏好、决策速度/质量和路线选择标准是影响驾驶员对诱导信息做出响应的关键因素. 分析结果表明,决策场理论与贝叶斯理论相结合能较好地解释驾驶员路径选择行为的动态特性.     

既有钢筋混凝土双曲拱桥承载能力评估

钢筋混凝土双曲拱桥主要建造于20世纪60年代末和70年代初,由于当初建造时荷载标准较低,再加上多年超载运营,桥梁损伤严重,承载能力下降,对交通运输安全构成严重威胁.依据实桥荷载试验所得的力学特性参数,首先采用基于敏感性分析的参数修正法修正计算模型,并对该计算模型进行验证.然后利用验证后的计算模型和承载能力系数法对桥梁结构的承载能力进行评估.最后通过对一实际既有钢筋混凝土双曲拱桥承载能力的评估分析结果可以看出:本文所述方法对于既有双曲拱桥承载能力的评估具有良好的效果.     

Route Choice Behavior Model with Guidance Information

Using modeling and simulation methods, the driver's route choice behavior under guidance information is explored based on the combination of the decision field theory (DFT) and Bayesian theory. First, based on the Bayesian theory, a road condition dynamic updating model is presented in light of the guidance information and the driver's previous travel experiences. Then, the route choice behavior model under guidance information is formed by the fusion of the process-oriented vehicle dynamic route choice model and the road condition dynamic updating model. The developed model describes a driver's propensity to comply with received guidance information in terms of the interaction between perceived unreliability of the information, his previous travel experiences, preference for different road alternatives, decision-making speed/quality, and route selection criteria. The simulation results show that the combination of the DFT and Bayesian theory can effectively explain the driver's travel dynamics behavior.     

钢筋混凝土构件损伤演化的分形行为

根据试验资料,分析了钢筋混凝土构件在分级荷载作用下开裂及裂纹的演化、分布特性,证明了钢筋混凝土构件表面裂缝分布具有分形性质,并且不同损伤状态下构件表面裂缝的分维数与其动力特性参数之间具有良好的负线性相关关系。研究表明该分维数可作为钢筋混凝土构件损伤程度的衡量指标,从而为钢筋混凝土结构无损检测和剩余寿命评价提供了新的思路和方法。     

基于改进响应面法的结构模型修正研究

提出采用响应面法进行有限元模型修正.该方法根据方差分析或先验信息进行设计参数筛选,以显式的响应面模型逼近目标函数与设计参数之间复杂的隐式函数关系,通过响应面自身特性进行迭代修正.在此基础上,根据样本点对目标函数贡献的差异性提出通过加权来构造改进的二次响应面,改进后的响应面可以更快地迭代收敛,计算量小,可推广至非线性等复杂模型,某算例验证该方法的有效性.     

用矩阵结构模型进行结构损伤检测和故障诊断

研究了利用测量稳态柔度矩阵来识别结构损伤的理论方法 ,通过较少的测量点对高阶的有限元模型进行参数校正来识别结构损伤 ,从而避开模态选择、模态截断等情况的发生 ,为结构振动故障诊断提供了理论依据     

一类非线性系统的神经网络内模优化控制

研究一类可用Ｈａｍｍｅｒｓｔｅｉｎ模型描述的ＭＩＳＯ非线性系统的优化控制方法，提出一种基于前向神经网络的Ｈａｍｍｅｒｓｔｅｎ模型，以描述ＭＩＳＯ非线性对象并给出具有内模结构的优化控制器设计方法，从而实现了在稳态优化与动态优化双重指标下的设定值闭环优化控制。针对汽油管道调合系统进行的仿真实验，验证了该方法的有效性。