中小跨径桥梁结构安全状态评估研究

针对目前中小跨径桥梁健康监测系统及结构安全状态评估相关研究不足的情况,以万埠大桥为工程背景,通过安装在桥梁结构上的健康监测系统获得实时监测数据,对桥梁结构应变及倾角数据进行分析处理。基于统计学原理,采用损伤预警理论中的无模型指标训练法对万埠大桥进行安全状态评估,通过该法计算得到桥梁结构应变及倾角值的安全阈值,将监测系统实时监测数据与安全阈值进行对比,评估桥梁安全状态,为桥梁管养部门管理决策提供依据,也为今后中小跨径桥梁安全评估提供实例借鉴。     

堰吉河拱桥有限元分析与试验研究

采用大型通用有限元软件ANSYS建立中承式钢管混凝土劲性骨架拱桥——堰吉河大桥全桥有限元模型,在成桥状态下,选取10种工况进行静力学分析,并进行模态分析.为验证有限元分析的合理性,选取24个拱肋应变测点和4个挠度测点,对该桥进行成桥静载试验,并进行动载试验测试桥梁基频.通过对比分析,表明有限元分析结果与试验测试结果吻合较好,有限元模型可反映桥梁实际状态.同时试验结果表明桥梁结构强度和刚度满足设计及规范要求.     

基于模态分析理论和神经网络的斜拉桥拉索损伤识别研究

将振动模态分析和神经网络技术结合起来,以振动模态构造的损伤标识量作为神经网络识别输入的特征参数,进行结构健康监测。根据云阳长江公路大桥设计资料,考虑桥梁拉索结构的单构件损伤、2个构件损伤、3个构件损伤3类损伤工况,分别采用了模态频率、位移振型模态、曲率模态3种指标作为神经网络的输入参数,共建立9个BP神经网络模型进行了桥梁损伤识别的研究。研究结果表明基于振动模态分析理论和BP神经网络的桥梁损伤识别方法可用于识别斜拉桥拉索结构的损伤位置和损伤程度。     

宁波招宝山大桥基于模型修正的动力分析

宁波招宝山大桥是曾经严重事故、后经局部拆除加固重建的大型独塔不对称斜拉桥,目前成桥状态十分复杂。为了评估大桥的使用性能和建立桥梁健康监测系统,需要符合实际结构的有限元分析计算模型。在采用精细的有限元模型基础上,以实际测量的动态试验数据为依据,应用基于灵敏度分析为基础的模型修正法,对结构有限元模型进行了修正。基于振型的模态确认准则的相关性计算表明,修正后的有限元模型比较好的反映了结构的实际状态,由此计算分析了成桥状态的动力特性。相关结果可为后续结构健康检测、损伤评估与维修管理提供必要的技术支持。     

基于BP神经网络的桥梁技术状态评估

用养护规范中17个评价指标作为输入层网络神经元,把桥梁损伤等级参数作为输出层神经元,建立了桥梁评估3层BP神经网络模型.选用湖北省110座旧桥的评估数据作为训练样本,后10个作为测试样本,经过2 068次迭代运算的网络训练,得到了误差满足精度要求的收敛网络.将待评估的桥梁参数输入训练好的网络,得到评估桥梁的技术状态等级...     

基于ANFIS的环境激励下桥梁结构应变响应预测分析

为准确预测复杂环境荷载作用下混凝土连续梁桥结构应变响应，基于结构健康监测系统长期实测数据，分析桥梁结构温度场变化规律，进而基于主成分分析及自适应神经网络模糊推理系统，建立桥梁结构温度场与桥梁结构应变响应的复杂非线性关系。首先，利用小波分解技术分离环境荷载及车辆荷载作用下的桥梁结构实测应变响应；然后利用平行坐标轴，分析混凝土连续梁桥结构温度场变化规律，并利用主成分分析提取结构温度场实测温度数据主成分；最后基于自适应神经网络模糊推理系统，以应变测点处温度数据、桥梁结构温度场实测温度数据主成分和采样时间点数据为输入数据，分别建立不同输入变量组合与应变响应的复杂非线性关系，并对比分析不同工况下结构应变响应的预测精度。结果表明：桥梁结构各测点处实测温度数据变化趋势基本一致，同侧测点实测温度数据高度相关，但桥梁结构上、下表面测点温度变化存在明显差异，仅考虑应变测点处温度变化，难以准确预测桥梁结构应变响应；当考虑桥梁结构温度场变化时，能更精确地建立温度与应变响应之间的关系模型，进而基于实测温度数据准确预测桥梁结构应变响应；当缺乏结构温度场实测温度数据时，将采样时间点作为反映桥梁结构温度场变化规律的参数，可取得较好效果。     

基于荷载试验和监测系统的某大跨度悬索桥结构状态评估

为进一步了解大跨度桥梁的结构状态,本文通过对桥梁荷载试验期间的监测系统实时监测数据、现场试验测量数据和大桥有限元模型模拟计算数据的对比挖掘分析,以定量化的形式通过与结构状态相关的参数指标,评估桥梁的结构状态。以国内某新建大跨悬索桥为例,通过安装的健康监测系统采集桥梁在静载试验条件下各控制截面的挠度、应变、振动等结构响应实时监测数据,计算桥梁挠度和应变特征值,采用频谱分析等方法计算大桥的模态参数,然后基于挠度、应变、模态参数的监测结果与现场试验测量结果、有限元模型计算结果的对比分析,并参照现场荷载试验评定方法,评估桥梁的结构状态。实验结果表明:监测系统时程数据可观测到明显的加载和卸载情况,监测系统运行良好,在试验荷载下桥梁处于弹性工作状态,整理受力状态良好,大桥结构整体刚度满足设计荷载的正常使用要求。作为新建桥梁,该评估结果还可作为桥梁的初始状态,作为后续评估桥梁结构状态和健康监测系统工作状况的参考基准。     

基于新奇检测技术的斜拉索状态评估

探讨了应用基于BP神经网络的新奇检测技术进行斜拉索状态评估的方法.通过对监测系统采集数据分析处理,生成训练神经网络需要的样本数据,按要求训练网络,建立了基于新奇检测技术的多阶段状态评估的神经网络模型,实现了斜拉索状态评估的两个阶段:状态预警、状态异常位置识别.状态异常位置识别采用逐步分区识别的方法,最终将损伤拉索的位置...     

某大跨度混合梁斜拉桥模态分析与试验研究

桥梁结构的动力特性(如固有频率、阻尼系数和振型等)只与结构本身的固有性质有关,是结构振动系统的基本特征。桥梁结构在运营期间一旦有较大损伤(如梁体开裂、基础状态恶化等),结构的动力参数(如频率、阻尼等)将出现较大变化。文中通过广东汕头礐石大桥主桥模态试验,将试验测试结果与往年测试结果及理论计算结果进行对比,分析大桥结构的实际工作状态,评估桥梁结构的安全可靠性,同时为使用阶段结构评估积累原始数据,修正并完善桥梁的有限元计算模型。     

应变模态法在桥梁损伤识别中的应用

基于应变对局部损伤的敏感特性,引入应变模态法,通过比较完好桥梁和损伤桥梁的应变模态变化,即可判断桥梁损伤的位置和程度。首先在理论上给出了应变与振动模态之间的详细表达式;然后基于大型通用商用有限元软件ANSYS,对金属模型桥梁进行数值仿真模拟以及识别试验、数据分析;最后,应用应变模态法对厦门市石鼓山立交桥进行现场损伤识别,得到了该桥梁的服役状态,为桥梁质量评估和维护提供了可靠的依据。     

预应力混凝土系杆拱桥荷载试验与计算分析

对桥梁进行荷载试验是为了查明和鉴定其实际受力状况和质量的较为直观的手段.千秋大桥主桥为系杆拱桥,为了检验其运营13a后的实际结构状态和工作性能,对该桥进行了荷载试验研究,测定了结构关键截面的挠度和应变,并建立了桥梁的有限元模型,对不同加载状况进行了计算分析,将实际测试值与理论计算值进行比较,对桥梁的工作状态作出了评估.结果表明,该桥目前工作状况良好,若提升该桥设计荷载等级,需要对其上部结构进行加固处理.     

桥梁结构状态预警系统研究

探讨了桥梁结构状态预警系统。根据桥梁结构损伤的特点,将预警系统分为两个体系:局部预警体系和整体预警体系。局部预警体系采用无模型预警体系,整体预警采用基于神经网络的新奇检测技术。通过将两者相结合,提高了预警的及时性和准确性。     

中承式钢管混凝土拱桥非线性稳定性分析

利用大型通用有限元程序建立了金华双龙大桥主桥——中承式钢管混凝土拱桥的三维空间有限元模型,计算了桥梁结构的稳定安全系数,对桥梁的失稳特征进行了分析。     

基于BP神经网络的中等跨径桥梁损伤识别探讨

针对中等跨径桥梁中的损伤识别不敏感问题,运用BP神经网络进行中等跨径桥梁结构损伤识别。利用MIDAS/Civil分别建立三跨连续变截面箱梁完好及不同损伤状态下有限元模型,分析桥梁不同状态下的特征值,发现中等跨径桥梁对结构损伤的敏感性依次为振型竖向位移固有频率;将参数化的结构固有频率及振型作为BP神经网络的输入、损伤位置和损伤程度作为输出进行神经网络训练,对各工况下损伤位置和损伤程度进行识别,发现识别效果较差,通过获取中等跨径桥梁的自身特性,利用BP神经网络难以识别结构损伤,需探索合适的损伤识别参数及适用于中等跨径桥梁的方法。     

南京长江第三大桥健康监测系统传感器优化布置研究

南京长江第三大桥主桥为钢塔双索面斜拉桥。介绍以有限元模型分析结果为基础,基于神经网络及遗传算法的全桥传感器测点优化布置理论,最终形成的该桥结构健康监测系统的传感器测点布置。     

钢筋混凝土桥梁结构动力有限元模型修正

在建立桥梁结构有限元模型时,所建的有限元模型与结构的真实情况不可避免地存在着差异。要建立精确的有限元模型,必须利用大桥现场环境振动测量值得到一组结构实测模态参数,用以作为有限元模型修正的基准。利用有限元分析软件ANSYS的优化功能,对桥梁结构进行模型修正,修正后有限元模型的动力特性更加趋近于环境振动实测值。修正后的结构有限元模型可以作为大桥损伤监测和整体性评估的基准。     

车柳河大桥基准有限元模型的建立

在建立桥梁结构有限元模型时,所建的有限元模型与结构的真实情况不可避免地存在着差异。要建立精确的有限元模型,必须利用大桥现场环境振动测量值得到一组结构实测模态参数,用以作为有限元模型修正的基准。利用有限元分析软件ANSYS的优化功能,对桥梁结构进行模型修正,修正后有限元模型的动力特性更加趋近于实桥环境振动的实测值。修正后的结构有限元模型可以作为大桥损伤监测和整体性评估的基准。     

拱形钢桥塔斜拉桥结构健康监测与评估研究

之江大桥主桥为(116+246+116)m拱形钢桥塔斜拉桥,采用半飘浮结构体系,主梁采用流线型扁平钢箱梁,全桥共88根斜拉索,空间双索面布置。为满足该桥管养与结构受力状态评估的需求,建立大桥结构健康监测系统,基于监测数据分析环境、荷载,以及运营状态下桥梁的空间位移、线形、应力应变和结构动力特性等参数,并对结构状态进行评估。结果表明,桥址每小时平均风速最大值集中在1月～3月,最大风速为9.7m/s,没有超过8级的蓝色预警;通过大桥的车辆类型主要是小客车或小货车、大客车或中货车,载重量在7t以下;在运营荷载作用下大桥空间变形较小,结构受力在合理范围内且弹性工作性能良好。     

自锚式悬索桥梁缆施工方法探讨

以某大桥主桥(自锚式悬索桥)为工程背景,基于有限元分析理论,运用有限元软件MIDAS-CIVIL及桥梁博士建立有限元模型,分析及研究了自锚式悬索桥边跨梁缆同步施工的安全性及可行性,计算结果表明,大桥主桥自锚式悬索桥边跨梁缆同步施工是安全可行的,此施工方法是对以往自锚式悬索桥先梁后缆的施工方式的创新,大大节约了工期,对同类桥梁施工具有借鉴及指导作用。     

环境激励下苏拉马都大桥主桥模态测试分析

对苏拉马都大桥主桥模态测试过程及结果进行了介绍,通过测试结果与理论分析结果对比分析,掌握了桥梁的动力特性,为验证设计,完善结构动力学模型,桥梁安全运行状态评估以及建立健康检测系统提供了依据.