基于超声红外热波成像的桥梁结构损伤识别方法

基于超声红外热波成像技术,对桥梁结构损伤识别方法开展研究。以配置桥梁全结构序列数据信息表为基础,构建超声红外热波成像数学模型;基于有限元修正计算,实现桥梁结构损伤识别。试验以实际运行中的某大跨度大桥为测试对象,分别选择两种现有方法与所研究方法进行对比,两组现有方法的识别结果与实际数据有出入,而所研究的方法可在0.1s内完成对损伤次数的识别,且损伤长度的识别结果与实际数据一致,这种方法能提高识别的准确程度,具有良好的应用效果。     

既有多梁式桥梁的损伤识别

讨论了利用量测的柔度矩阵定位损伤的方法。分别选用模态柔度和模态柔度曲率两种方法对多梁式T型梁桥的损伤识别进行研究;并定性分析了测试噪声对损伤识别结果的影响。为反映实际多梁式桥梁的损伤识别情况,采用符合实际多梁式桥梁结构构形的计算模型模拟结构损伤。通过一个简支多梁式T梁桥的数值试验验证了所提方法的可行性。结果表明在量测模态与频率数不多的情况下,所讨论的方法可用于识别多梁式桥梁的损伤。     

既有多梁式桥梁的损伤识别

讨论了利用量测的柔度矩阵定位损伤的方法。分别选用模态柔度和模态柔度曲率两种方法对多梁式T型梁桥的损伤识别进行研究;并定性分析了测试噪声对损伤识别结果的影响。为反映实际多梁式桥梁的损伤识别情况,采用符合实际多梁式桥梁结构构形的计算模型模拟结构损伤。通过一个简支多梁式T梁桥的数值试验验证了所提方法的可行性。结果表明在量测模态与频率数不多的情况下,所讨论的方法可用于识别多梁式桥梁的损伤。     

桥梁结构损伤识别的曲率模态技术

介绍了桥梁结构健康监测的一些实际应用，阐述了结构损伤识别的现状，并对有关损伤诊断的一些方法进行了评价．重点论述了曲率模态分析的基本理论，探讨了曲率模态在结构损伤检测中的应用，最后讨论了在实际结构损伤识别中应注意的若干问题．     

基于神经网络和遗传算法结合的桥梁结构损伤诊断

利用神经网络对有限元计算的样本数据建立起桥梁结构的损伤参数——损伤位置、损伤程度（输入）以及位移差——损伤结构与完好结构的位移差（输出）的全局性映射关系，以获得遗传算法求解桥梁结构损伤问题所需的目标函数值，从而识别桥梁的损伤参数．某连续梁桥算例表明，此方法可以在较少的有限元分析次数下获得较好的损伤诊断结果．     

结构频率和索力指标的拉索损伤快速识别方法

基于结构多阶频率平方变化率,将拉索损伤识别转化为有约束线性最小二乘优化问题,采用迭代逼近法对其进行求解,以实现对拉索损伤的初步识别;运用局部拉索索力指标对初步识别的具有对称位置的可能损伤拉索进行准确定位;通过修正损伤识别模型中系数矩阵A实现对拉索损伤度的有效识别.以某下承式钢管混凝土拱桥为例,通过仿真分析验证了该方法的有效性.结果表明,该方法能够快速、准确识别桥梁拉索的损伤位置,且对损伤度的识别总体精度较高,该方法对于大型对称桥梁拉索损伤识别及健康监测具有较大的工程实用价值.     

基于车致振动响应的铁路桥梁损伤位置识别

为识别列车荷载引起的桥梁结构损伤,基于车致振动的加速度响应,提出了一种损伤位置识别方法.该方法通过结构易损性分析,确定结构易损的部位,并根据易损部位的损伤状态,从列车行驶的时间区域中选择若干子区域;然后,假设在每一个子区域内特定易损部位的损伤状态保持不变,将损伤位置识别分为2个层次进行,每一层次均以加速度时程数据构建损伤指标,从多个角度优化样本库,并采用支持向量机作为分类工具,建立损伤位置识别模型.对一连续梁的实例分析表明:该方法能够考虑结构状态与列车荷载的相关性,在损伤最易出现的时间子区域内,对易损部位进行损伤识别,可获得较好的损伤位置识别结果;且在低水平噪声干扰下,识别结果变化不大.     

桥梁健康监测研究

从承载能力评定的角度研究健康监测数据的分析方法,通过建立实桥监测系统,结合数据分析与现场检测,建立代表性桥梁的损伤识别标准,实现准确、实用的桥梁运营状态评估。从已有的数据分析方法中梳理出一套针对承载能力评定的方法体系,在此基础上,通过建立实桥监测系统与现场检测检算,验证与修订上述方法体系与评定法则,确立代表性桥梁的损伤识别标准,完善关于配筋混凝土梁桥的监测数据分析与损伤识别理论。     

钢桁梁桥的损伤诊断研究

首先针对基于动力特性和人工神经网络的桥梁结构损伤诊断研究情况作了简要介绍,主要工作是将动力特性参数作为神经网络的输入数据,以改进的频率和振型动力特性组合指标参数对钢桁架简支桥梁结构进行了损伤识别,识别结果表明对钢桁架简支桥梁的损伤位置识别误差较小,对损伤程度的识别效果稍差,识别方法还需要进一步改进。     

基于堆叠去噪自编码器的桥梁损伤定位方法研究

现有的损伤识别方法面对大量的桥梁健康监测数据存在处理能力有限、提取的信息不能全面反应桥梁的健康状态的问题。利用深度学习在大数据方面的优势,提出一种基于堆叠去噪自编码器的桥梁损伤定位方法。以一简支梁桥有限元模型算例对该方法进行验证,提取该桥L/5,2L/5,3L/5,4L/5处的竖向加速度时程响应值,并针对每一个时刻建立上述节点的加速度矩阵(4×1),然后将经过预处理的矩阵送入堆叠去噪自编码器进行特征提取完成模型训练,最后将测试样本送入该模型进行分类,完成损伤定位任务。结果表明本文提出的方法相比于传统的机器学习方法具备定位准确率高和抗噪性能好的优势,在今后的桥梁结构损伤识别领域具有一定的参考价值。     

道路交通事故多因素时间序列宏观预测模型

针对现有道路交通事故预测方法在实际应用中的不足，引入多因素时间序列法，建立了道路交通事故多因素时间序列宏观预测模型．该预测模型兼有单因素时间序列法和多元线性回归法两者的优点，通过单因素时间序列法可以方便、快捷地得出事故影响因素的预测值，而利用多元线性回归法可将各种事故影响因素综合起来，预测出道路交通事故总体发展趋势．实例计算证明，道路交通事故多因素时间序列宏观预测模型能很好地适用于道路交通事故预测，同时具备了所需数据资料较少、建模简单、计算快捷等优点．     

基于ICEEMDAN的连续梁桥车致振动信号的HHT分析

改进的带有自适应噪声的完备集合经验模式分解（improved complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,ICEEMDAN）是传统经验模式分解（empirical mode decomposition,EMD）方法的发展,在桥梁结构损伤识别领域具有较好的应用前景. 首先,以数值模拟信号为对象,采用ICEEMDAN方法进行桥梁车致动信号的数据分解和Hilbert谱分析,提取损伤引起的频谱特征变化和建立损伤识别方法;然后,利用该方法对实测振动信号的振型分量进行识别;最后,以实测信号的一阶振型分量为对象,对其Hilbert瞬时频率谱的特征进行了分析和讨论. 研究结果表明:模拟信号中的振型振动分量数比实测信号中多,其中模拟信号中不显著的高阶竖弯振动分量在实测信号中没有发现; 一阶振型振动分量的瞬时频率可作为桥梁损伤识别的特征参数,用于进行损伤有无、损伤定位甚至损伤定量的判断; 损伤识别效果受测点位置影响很小; 该方法不依赖有限元模型即可完成桥梁损伤有无的识别和损伤定位,且数据采集简单,具有实际工程中应用可行性.      

系杆拱桥的损伤识别与诊断研究

桥梁结构损伤识别是对既有桥梁结构进行损伤检测的重要一步.理论分析表明结构损伤前后的固有频率的变化包含了结构损伤信息.对兰州市某黄河公路大桥系杆拱结构进行了损伤数值模拟,提取其固有频率作为BP神经网络的输入参数来训练网络,对结构的损伤进行了模拟诊断分析,并在与实桥的损伤结果基础上提出了基于BP网络的系杆拱损伤诊断的方法.     

桥梁结构健康监测系统研究

传统的桥梁结构是一种被动结构,一经设计、制造完成后,其性能及使用状态将在很大程度上存在着不可预知性和不可控制性,这就给桥梁结构的使用和维护带来不便,鉴于此,介绍桥梁结构健康检测系统的组成、特点、设计的准则以及桥梁结构损伤评估方法等内容,极大地方便了桥梁的养护工作。     

基于RBF神经网络设计的桥梁结构损伤识别方法研究

首先根据桥梁结构的动力特性分析,构造了用于结构损伤识别的损伤标示量,并从理论上分析了该参数用于结构损伤识别的可行性.然后,从径向基函数(RBF)神经网络结构、网络设计和网络训练算法等方面论述了RBF神经网络理论,着重说明RBF网络的调用及径向基函数中心和宽度的确定步骤.最后,以一座装配式预应力钢筋混凝土系杆拱桥为工程实例,通过改变构件的弹性模量降低单元刚度来模拟结构损伤程度,并以任意三组向量对网络进行测试,说明了基于频率参数和RBF网络方法的结构损伤识别的可行性和准确性.     

考虑温度效应的简支梁桥损伤识别方法研究

基于模态频率的损伤识别方法得到了广泛的应用,而温度往往会掩盖桥梁损伤造成的模态参数变化.通过建立简支梁有限元模型,改变混凝土弹性模量进行模态分析,得出了温度和损伤作用下的简支梁模态频率.结合BP神经网络,对温度影响下的简支梁桥损伤进行了有效识别.     

曲面灰色关联性在桥梁静载损伤定位中的应用

基于灰色理论的关联性分析方法,首次提出两空间曲面相关性概念和灰色高斯曲率关联系数,并将其应用到基于桥梁静载试验的损伤定位中,提出对局部损伤非常敏感的静态位移高斯曲率置信因子,通过该因子对各测点的损伤进行精确判断;并将其运用在五跨连续刚构桥的损伤定位上,从定位的结果可以看出,定位的精度可以由测点布置精度来控制,还可以进行单损伤和多损伤的定位,因此该方法在桥梁损伤定位中具有较广阔的应用前景.     

蒙特卡罗法在桥梁损伤识别中的应用

以桥梁结构损伤识别为研究对象,采用模态应变能损伤识别与蒙特卡罗法相结合的方法,讨论了测试噪声对桥梁结构损伤定位的影响。在分析过程中对模态的阶数、单损伤、多损伤及损伤部位等进行了研究,依据噪声影响下的模态应变能变化率定位结构损伤。以某连续梁桥为例验证了方法的有效性,利用蒙特卡罗法进行了1万次的计算,得到在不同损伤程度、不同损伤位置随测试噪声水平变化的识别率。研究结果表明,损伤识别率更能表征损伤识别方法,且符合工程实际需要。     

西南地区桥梁寿命预测分析

随着在役桥梁的逐步老化,对其进行准确的可靠性评估以预测其寿命,从而进行有效的加固改造已显得日益重要。根据桥梁结构实际使用和管理中可能获得的信息不同,采用回归分析、灰色理论、神经网络预测等桥梁剩余寿命预测模型,对西南地区在役桥梁的剩余使用寿命进行预测,并给出了实例计算结果。此项研究成果可为桥梁工程的维修与加固以及重建计划和决策提供更科学的依据。     

基于结构性能的PC连续刚构桥损伤分析

为探讨PC(预应力混凝土)连续刚构桥开裂及下挠的原因,提出了基于结构性能的损伤分析方法.该方法立足于结构性能的客观表象,把对可能造成损伤的诸多因素对结构性能水平的影响分析作为主要手段;通过对大量理论计算与试验数据的对比分析,以基于实桥检测和荷载试验的性能水平参数作为评判依据,找出造成损伤的因素及其达到的程度,同时获得损伤桥梁较为真实的性能水平,作为可靠性评估和加固设计的依据.通过对一座跨径160 m的PC连续刚构桥基于性能的损伤分析,结果表明:用该方法,结构挠度的校验系数可达0.9.