高耸结构动力响应测点优化布置研究

风荷载是高耸结构的主要控制荷载,通常采用加速度传感器测量高耸结构在风荷载下的振动响应时,需要对测点进行优化布置,以减小测试费用,增加测量精度。运用matlab编程开发任意测点数目的振型线性插值自动处理程序,把传统的4种判断振型相似的适应度函数形式转换成适用于改进单亲遗传算法的适应度函数,实现改进单亲遗传算法在测点优化领域的自动化处理。通过对某高耸结构测点优化布置的实例计算分析,表明该方法具有较高的计算效率,适合将其推广应用于高耸结构乃至整个土木工程结构自振特性测试领域。     

公轨两用大跨度单索面钢桁梁斜拉桥动力特性研究

以某公轨两用大跨度单索面钢桁梁斜拉桥为背景,采用有限元结构分析软件MIDAS/Civil 2019建立考虑施工阶段的全桥3维有限元模型,考虑几何非线性并采用子空间迭代法对桥梁振型进行分析,对索面布置、恒载集度、塔刚度、索刚度、梁刚度、辅助墩数量进行参数改变,研究其对桥梁动力特性的影响。结果表明:单索面钢桁梁双塔斜拉桥抗弯、抗扭刚度较弱,将单索面布置改为双索面布置,可增强斜拉桥的抗扭刚度,并在一定程度上避免弯扭耦合振型的出现;选择轻型2期恒载可增强桥梁的抗震、抗风稳定性;提高塔和梁的刚度可增强桥梁的抗震和抗风稳定性,但索刚度的变化对桥梁动力特性影响较为复杂;科学地增设辅助墩可优化桥梁的动力性能。     

某斜塔斜拉桥状态评估试验研究

本文介绍了一座斜塔(独塔)斜拉桥的评估试验。在说明斜拉桥的结构特征及受力特点的基础上,选择测试截面并进行测点布置,对试验数据进行分析,给出了结构的静力响应和动力响应实测结果,并得出评估结论。     

基于SOM神经网络和复相关系数结合的机床主轴温度测点的优化筛选

提出了基于SOM神经网络和复相关系数相结合的温度测点的优化算法,并应用于SV-48立式加工中心主轴测温点优化筛选。首先,在主轴上模拟布置温度传感器和Z轴位移传感器,在有限元分析的基础上得到了一系列温度和Z轴热位移仿真数据;然后,将温度数据输入到SOM神经网络聚类分组;最后利用复相关程度法将聚类的温度值与主轴Z轴热误差拟合,确定出机床热敏感点。研究结果表明,该方法简明易懂,有效减少了测温点的数量。     

跨海大桥大体积承台混凝土裂纹控制

东海大桥主通航孔斜拉桥主墩承台与钻孔桩施工设施相结合,在离岸边较远的海洋环境中一次性浇筑,通过对混凝土配合比的优化和采用混凝土表面保温保湿养护方法来控制大体积混凝土内外温差,从而控制混凝土裂纹的出现。同时介绍了承台混凝土施工过程中的温度测试的测点布置方法和温度监测结果。     

异形独塔双层桥面斜拉桥动力特性及地震反应分析

固有频率和振型是反映结构动力特性的主要模态参数,是评价桥梁动力性能的重要依据。结合深圳皇岗—香港落马洲独塔双层桥面斜拉桥的工程设计实例,采用大型有限元分析程序建立全桥结构有限元模型,对独塔斜拉桥结构的一般动力特性进行了分析,并采用反应谱法对该桥进行了线性地震反应分析,讨论了在两种振型组合方法和三组振型数情况下独塔斜拉桥地震响应的最大值,为该桥的抗震、抗风分析提供参考。     

斜拉桥有限元建模和动力特性分析

文章对斜拉桥的主梁、塔、索等结构部件的有限元建模进行了总结和探计，应用大型有限元软件对某斜拉桥建立了有限元模型，进行了自振频率、振型的模态分析，提出了斜拉桥有限元动力分析的特点。     

高速铁路大跨矮塔斜拉桥地震主导振型识别

研究目的:为探明高速铁路矮塔斜拉桥地震响应特性,以某主跨(90+180+90) m矮塔斜拉桥为工程背景,基于理论推导及非线性有限元分析,采用平均模态应变能系数为指标,开展该桥型地震作用下主导振型识别,研究其动力特性。研究结论:(1)平均模态应变能系数能同时考虑结构及地震动特性,可作为矮塔斜拉桥振型识别指标,具有高效、精确等特点;(2)梁式体系矮塔斜拉桥在x和z方向主导振型较y方向敏感,反映出结构在这两个方向的动力效应更显著;(3)振型分解反应谱法和时程分析对比可得出,考虑主导振型组合能满足实际工程需求,桥梁主导振型识别对掌握结构地震响应特性具有重要意义,可为地震损伤分析、桥梁减隔震设计等提供依据。     

高速列车比例车体谐响应分析及测点布置优化研究

针对18比例车体振动测试试验中的测点布置问题,建立比例车体有限元模型,在其底部二系弹簧对应点施加简谐荷载以模拟激振力,采用模态叠加法进行谐响应分析,得出关键点在激振力作用下的位移变形情况。对比分析结果,得出危险变形位置,并以此进行测点布置优化。研究结果表明,比例车体2/7、3/7截面上的测点对车体垂向激励有很好的响应信号,适合布置测点,为比例车体模态测试分析提供一定的理论参考。     

三塔四跨单索面大翼缘矮塔斜拉桥塔墩梁固结区域局部应力分析

矮塔斜拉桥塔墩梁固结区域构造、钢束布置和应力状态都十分复杂,是大跨度矮塔斜拉桥的关键受力部位。以104国道某跨径布置为(140+2×225+120)m的矮塔斜拉桥为工程背景,利用有限元分析软件ANSYS对塔墩梁固结部位进行精细的有限元局部应力分析,得到3种典型工况下的应力分布情况,验证设计的安全性和合理性,并针对大翼缘结构边缘拉应力过大的问题提出应力优化方案,对该类型矮塔斜拉桥的设计和施工具有重要的参考价值。     

钢桁梁斜拉桥成桥索力优化的实用算法

根据影响矩阵原理对斜拉桥3种成桥状态(塔直梁平状态、塔梁弯曲能量最小状态和塔直中跨梁平状态)索力进行计算。分析表明,塔直中跨梁平状态能更好地在保证索力分布均匀的同时使得塔梁变形趋于最小。在塔直中跨梁平状态的基础上,本文提出一种简单实用的成桥索力优化新算法,该算法可避免常规计算时大型单元内力矩阵的计算和提取,无需编程。利用该算法对某铁路钢桁梁斜拉桥进行分析计算,通过与设计成桥索力的比较,证明计算结果的准确性;同时,基于对称原则将索力求解模型进一步简化后,有限元分析时可省略主塔建模过程,仅以主梁、拉索为分析对象便可快速得到一组准确可靠的对称索力。实桥验算结果表明,当拉索布置关于主塔对称时,对于钢箱梁斜拉桥该算法也具有很好的适用性。     

新建郑万客运专线铁路独塔斜拉桥设计关键技术研究

以郑万客运专线联络线铁路预应力混凝土独塔斜拉桥为工程背景,其跨径布置为(32+138+138+32)m,结合支架现浇转体施工方法,对郑万铁路斜拉桥的施工及设计关键技术进行研究。建立斜拉桥的空间有限元模型,充分考虑结构非线性效应,通过理论分析的方法对高铁独塔斜拉桥构造及力学行为开展研究。重点进行主桥静力分析、稳定性分析、索塔锚固区域细部优化分析及结构动力分析。研究结果表明:支架现浇转体施工方法可以有效减小对既有线路的影响。该桥在施工及成桥阶段,结构受力及变形合理,稳定系数大,各项指标均满足规范要求,且具有较大富裕量。对于大跨铁路斜拉桥,索塔局部受力复杂,需进行局部受力分析,优化细部设计。该桥结构具有刚度大、整体性好的特点,且动力性能较好,有较高的行车舒适性。     

丫髻沙大桥主桥施工测试方案规划

简要介绍丫髻沙钢管混凝土系杆拱桥测试方案的规划 ,包括传感器的选型和自动测试系统特点、测点布置和传感器安装以及方案的实施效果和建议     

不同阻尼计算模式对斜拉桥地震响应分析的影响

大跨度斜拉桥阻尼组成复杂,各阶振型的阻尼差别较大。为了研究阻尼计算模式对斜拉桥地震响应分析结果的影响,以主跨448 m的杭州湾跨海大桥北航道桥为对象,对应用考虑结构阻尼分布影响的振型应变能比例阻尼理论、常数阻尼、Rayleigh阻尼理论的适用性进行分析。结果表明,地震响应结果与所用的阻尼理论有关,常数阻尼不能很好反映结构的阻尼特性,而Rayleigh阻尼模式的计算结果取决于选取的参考振型,在较大的频率范围内存在过大或过小估计结构阻尼的问题,具有很大的随意性。相比之下,振型应变能比例阻尼理论能够考虑斜拉桥阻尼的分布特性,比较合理。     

大跨度钢箱梁斜拉桥中跨合龙关键技术

以4座主跨超过400 m的钢箱梁斜拉桥中跨合龙控制为背景,对大跨度钢箱梁斜拉桥中跨合龙的2种方法进行对比分析,对合龙各主要工序的关键技术进行研究。提出了合龙段配切长度的计算公式和合龙口宽度连续观测的测点布置方式。建议:在调整好合龙口姿态后可不加压重,也可不采用临时劲性骨架锁定;采用无线采集设备采集合龙口结构的温度场,用激光测距仪测量合龙口宽度以提高观测效率和安全性;在悬臂施工阶段关注梁长累计误差并通过调整后续梁段的制造长度消除之。     

分布式长标距FBG传感器的优化布设

讨论了传感器优化问题中遗传算法的编码问题,提出采用Grefenstette编码来解决遗传交叉,变异算法过程中可能产生的基因座编码重复的问题,分析了分布式长标距FBG传感器的布设特点,提出了基于Grefenstette编码遗传算法的、以静力位移为目标函数、位移识别误差最小为优化准则的传感器优化布设方法。通过算例证明了本文算法的可行性,能有效节约布设成本。     

双塔单索面部分斜拉桥模态与地震反应分析

研究目的:为研究双塔单索面部分斜拉桥的抗震性能,对双塔单索面部分斜拉桥进行动力特性分析及地震反应时程分析.分析结果可为双塔单索面部分斜拉桥的设计提供理论指导.研究结论:通过建立双塔单索面部分斜拉桥的动力分析力学模型,运用有限元法对部分斜拉桥进行了动力特性与地震反应时程分析.模态分析表明:双塔单索面部分斜拉桥的第1振型为主梁对称竖向弯曲,第一自振频率比漂浮体系的斜拉桥大,因此受竖向地震、风和车辆振动的影响较大.研究了在多遇地震作用下桥结构的内力和变形规律,分析了部分斜拉桥的抗震性能,研究表明:部分斜拉桥在50年超越概率为10%的多遇地震作用下满足抗震设计规范的要求.     

基于刚-柔耦合模型的高速机车齿轮传动系统断齿故障仿真分析

用三维建模软件SOLIDWORKS对DF4B型机车走行部传动系统进行建模,并利用有限元软件ANSYS对故障齿轮进行柔性建模,再将三维模型导入动力学仿真软件ADAMS中,建立刚-柔耦合模型并进行仿真,最后分析了不同测点处的振动仿真结果。结果表明:通过对不同故障齿轮的振动信号进行频谱分析可准确的判断出故障的发生频率及故障的严重程度。通过对同一故障的不同测点进行分析可知振动信号的传递性,从而为状态监测中传感器的布置提供了理论依据。     

基于AMCPSO优化Kriging插值的温度补偿方法研究

为了降低温度变化对转换力传感器测量精度的影响,提出一种自适应变异混沌粒子群算法(AMCPSO)优化Kriging插值的温度补偿算法(AMCPSO-Kriging)。研发转换力传感器,分析温度对传感器输出的影响,建立温度补偿标定实验平台,通过标定实验获得建立温度补偿模型所需要的样本集,采用数据稀疏化方法对样本数据进行优化。通过Kriging插值构建了温度补偿模型,利用AMCPSO算法以交叉验证方式下模型预测产生的均方根误差和作为适应度函数,对Kriging插值中的范围参数θ和平滑度参数pk进行寻优求解,得到性能最佳的温度补偿模型。基于AMCPSO-Kriging温度补偿模型对转换力传感器的测量效果进行实验验证,与标准力传感器进行对比。实验结果表明：对样本数据进行稀疏化处理,算法平均运行时间从1 076 s减少到6 s,提高了温度补偿算法的运行效率。在-20～70℃温度范围内,经过AMCPSO算法优化的Kriging模型有效提高了转换力传感器的测量精度,相比于未经AMCPSO算法优化的Kriging插值,转换力传感器测量的平均满量程误差从1.2%FS降低到0.6%FS。通过现场实验验证温度...     

多塔斜拉桥的桥塔设计构思

多塔斜拉桥的主要问题是结构整体刚度问题,而桥塔刚度对结构的变形和内力有着重要影响。对多塔斜拉桥的桥塔形式及布置做了探讨,通过数值计算与工程实例分析,得出了关于多塔斜拉桥桥塔设计的一些有益结论与建议。