结构敏感频段的提取及其在损伤识别中的应用

对于某一特定的结构来说,通过危险性分析,能够找到最可能发生损伤的构件。结构损伤识别可以只对这些构件进行研究分析,进而滤去那些不必要的识别变量,减小损伤识别数值计算的规模。由于特定构件的损伤只引起某些特定频段振动特性的改变,因此可以从全频段时程数据中提取出这些对危险构件较为敏感的频段数据进行单独分析。最后提出了结构敏感频段的提取方法,介绍了敏感频段在结构损伤识别中的应用。     

基于曲率模态和小波系数差的损伤识别

针对单一方法对结构损伤识别不太敏感的缺陷,提出了结合曲率模态和小波分析的综合损伤识别方法。以损伤前后的曲率模态作为分析信号,进行离散小波变换,提取高阶频率系数。将高阶系数之差作为损伤指标,通过高频系数差值的奇异处可以识别损伤位置。经过对2跨连续梁的数值模拟,不仅能够识别1、2处损伤,还能识别支座附近的损伤。证实了此方法定位准确,易于识别的优点,并对一座2跨连续梁钢桥模型进行试验。     

基于BP神经网络算法的悬索桥损伤识别研究

该文基于神经网络损伤识别分析理论,以成都市清水河自锚式悬索桥为例,对将BP网络算法应用于悬索桥损伤识别的效果进行了分析研究。分析研究表明：BP神经网络不仅能对单一构件不同程度损伤进行有效识别,对两个构件的不同程度损伤也能进行一定程度的识别,并且可以同时进行损伤位置与损伤程度的识别。     

基于多源数据加权马氏距离的结构损伤识别研究

利用结构多源数据进行桥梁损伤识别可获得更多的损伤信息和更高的识别精度。文中提出一种基于多源数据加权马氏距离的结构损伤识别方法,先对不同类型测量数据进行施密特正交,构造参考样本和待测样本;再利用不同类型数据损伤前后相对能量变化率构造权值矩阵,通过加权马氏距离对结构损伤进行识别。结果表明,损伤前后相对能量变化率可反映马氏距离对损伤的敏感程度,加权马氏距离对结构损伤具有更高的敏感度,利用经验模态分解的本征模态函数作为样本计算的加权马氏距离对损伤的识别效果更好。     

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。     

基于结构振动的中承式拱桥吊杆损伤识别

吊杆是中、下承式拱桥的主要受力构件,其结构损伤影响桥梁的安全,因此,吊杆的损伤识别是结构健康监测的重要工作之一。本文以一座柔性桥面系中承式拱桥为对象建立了三维空间有限元模型并以锈蚀、断丝等引起的吊杆截面缺损作为损伤指标,通过数值模拟研究了结构振动特性与吊杆损伤之间的相关性。研究结果表明,模态曲率对结构损伤较为敏感,损伤识别的效果较好并在此基础上提出了综合运用结构自振频率变化、桥面结构模态曲率变化以及吊杆内力变化进行柔性桥面系中承式拱桥吊杆损伤识别的实用算法。     

基于模态曲率法的木框架结构损伤识别

通过ANSYS有限元软件得到结构位移模态分析数据,对于木框架结构在不同损伤工况下进行了模态曲率分析,研究表明模态曲率指标对于木框架的损伤比较敏感,能准确判断木框架损伤发生的具体位置,为研究木建筑结构的损伤识别奠定了理论基础。     

基于神经网络技术的斜拉桥损伤分步识别方法

结合神经网络技术进行了斜拉桥损伤分步识别的系统性研究,提出了具体的斜拉桥损伤分步识别过程,给出了每一识别步骤中适当的损伤识别参数.可实现斜拉桥主要构件即拉索和主梁中损伤的有效识别.采用概率神经网络确定损伤构件的类型,采用径向基函数(RBF)网络实现损伤的定位定量分析.针对润扬大桥斜拉桥的损伤模拟分析表明:将测试数据进行平均计算可以大大降低噪声对于概率神经网络识别结果的影响;噪声水平对2个径向基函数网络的损伤位置和损伤程度的识别能力方面的影响较小.采用不同的神经网络分阶段实现大跨斜拉桥的损伤识别,不仅提高了损伤识别的效率和准确性,而且增强了损伤识别方法在实际结构中应用的可行性.     

基于神经网络技术的结构损伤检测

结构损伤会导致其振动频率的变化,因此测量结构振动频率可以判断结构是否存在损伤,同时,基于频率测量的结构损伤识别方法具有测试简便,精度较好的优点,在分析结构固有频率的基础上,把结构损伤识别问题分为损伤辨别、损伤定位、损伤程度标定3个子模块,对每个子模块用模态参数构造对损伤敏感的标识量,并作为特征参数输入到神经网络中实现损伤识别,将BP网络和频率相结合进行了矩形梁的损伤检测,计算分析结果表明,该方法在结构损伤检测中具有较好的识别效果,最后对神经网络方法在损伤检测中的发展前景作了展望.     

基于神经网络技术的结构损伤检测

结构损伤会导致其振动频率的变化，因此测量结构振动频率可以判断结构是否存在损伤，同时，基于频率测量的结构损伤识别方法具有测试简便，精度较好的优点。在分析结构固有频率的基础上，把结构损伤识别问题分为损伤辨别、损伤定位、损伤程度标定3个子模块，对每个子模块用模态参数构造对损伤敏感的标识量，并作为特征参数输入到神经网络中实现损伤识别。将BP网络和频率相结合进行了矩形梁的损伤检测，计算分析结果表明，该方法在结构损伤检测中具有较好的识别效果。最后对神经网络方法在损伤检测中的发展前景作了展望。     

基于有限元方法的复合钢混凝土桥梁热点应力分析研究

通过建立复合钢混凝土疲劳危险部位焊接构件的三维有限元模型,围绕桥梁交通荷载作用下局部热点应力和疲劳损伤累积进行分析,获得合适的在役钢-混凝土桥梁关键焊接构件的疲劳损伤评价方法。研究结果表明:采用大桥有限元模型进行动力特性分析,模型计算固有频率和实测值最大误差在10%以内,计算的动力特性和设计测试阶段特性相符;钢混凝土桥梁纵向加劲桁架细节热点应力区域出现在上下弦杆与对角撑、盖板连接处,与焊缝构件最大疲劳损伤位置一致,主梁框架热应力出现在靠近公路外侧梁腹板连接处;通过线性米勒准则获得的疲劳损伤累积呈线性变化,在高周疲劳损伤初期损伤率增长较慢,后期较快,适用于在役结构疲劳寿命评价。     

土体障碍物超声探测信号小波包特征分析方法

利用小波包分解方法,对土体中障碍物的超声探测信号进行分析。选用sym8小波基函数进行6层小波包分解,并截取信号能量集中的前16个频带进行细致分析,从小波包频带能量、小波包频带能量熵、小波包频带能量矩三个角度对信号进行对比。结果显示,存在障碍物位置处信号和不存在障碍物位置处信号的小波包频带能量熵大致相等,不能作为信号识别及障碍物判断的方法,而小波包频带能量和小波包频带能量矩在部分频带上差异明显,可以作为信号识别及判断的方法。     

天然气爆炸对盾构隧道的作用机制及工后修复

为了使爆炸灾害后的盾构管片得到合理的修复方案,以某地铁盾构施工过程中挖破天然气管道导致爆炸事故为背景,通过介绍爆炸的基本特性、冲击波的传播特点及火焰波的伴生关系,归纳在天然气爆炸过程中,爆炸火焰和冲击波是决定事故危害程度的2个主要因素,同时这些因素中最危险、破坏力最强、破坏区域最大的是冲击波的破坏效应。通过计算隧道内满布天然气时的TNT当量,以及采用拟静力法模拟管片内部的超压分布并计算得到管片的变形,与第三方检测数据中的管片变形指标进行耦合,证明模拟的准确性,为提出合理的区间修复方案提供依据,同时也为类似工程事故的处理和预案提供经验。     

四川马边铜鼓危岩带的稳定性评价研究

综合分析了铜鼓危岩带的工程地质条件和形成机理后，采用半定量危险性评价方法分析得出该处危岩处于欠稳定状态且危险性较大；运用Rockfall模拟崩塌堆积区域与真实的区域吻合度可以达到83.33 %，说明坡面还原系数的选取不仅应参考已有经验值更应根据实际情况进行调整。     

变工况下的发动机连杆动态应力与疲劳损伤分析

以发动机曲柄连杆机构为研究对象,基于柔性多体动力学理论,建立了活塞、连杆、曲轴和飞轮的刚柔耦合动力学模型,分别计算了发动机稳态工况与变工况下的连杆应力,并对连杆危险节点的应力时间历程进行了雨流计数和疲劳损伤计算。结果表明,发动机在变工况运行时,连杆危险节点应力变化幅值相对稳态工况增大,加速了连杆的疲劳破坏。     

Characteristic analysis for cognition of dangerous driving using automobile black boxes

Automobile black boxes are devices that collect information regarding vehicle operation and the driver’s operating situation in the case of a traffic accident. The information collected from the automobile black box, which can also be used during normal driving, can provide information about dangerous driving cognition. This study was designed to analyze characteristics of dangerous driving data and build a dangerous driving cognition system as follows. First, dangerous driving is divided into four types by considering the vehicle’s movement, such as acceleration, deceleration, turning and statistical data of traffic accidents. Second, dangerous driving data were collected by vehicle tests using the automobile black box, and characteristics of the driving data were analyzed to classify dangerous driving. Third, a standard threshold was chosen to recognize dangerous driving, and an algorithm of dangerous driving cognition was created. Finally, verification was conducted by vehicle tests with automobile black boxes embedded with the developed algorithm. The presented recognition methods of dangerous driving can be used for on/off-line management of drivers and vehicles. Scientific traffic accident databases can be built with this driving and accident information, and can be used in various industrial areas.     

环境激励下桥梁结构模态识别与损伤检测的新方法

已有的环境激励下模态参数识别的方法对模态频率的识别精度相对较高,而对位移模态的识别则误差较大。本文提出一种利用移动质量块在不同位置时对桥梁的模态频率进行多次测量,用各次测得的频率值确定位移模态的新方法,使得位移模态识别的精度接近频率识别的精度,推导了频率与位移模态关系的理论公式,并给出利用以曲率形式表示的单元模态应变能对结构进行损伤标定的基本方法。最后,通过数值模拟对该方法的有效性进行说明。     

斜向预应力混凝土铺面振动特性

预应力影响下斜向预应力混凝土铺面的振动特性，并揭示预应力水平与振动特性的关系，首先开展足尺模型试验，通过分级张拉模拟不同预应力水平，并利用加速度计采集足尺模型振动数据，依托快速傅里叶变换捕获各预应力水平对应的振动特性，从而揭示预应力对斜向预应力混凝土铺面振动特性的影响。其次，利用ABAQUS软件建立斜向预应力混凝土铺面数值模型，通过等效荷载法模拟预应力作用，采集不同预应力水平下数值模型的加速度响应，并通过数值模拟拓展试验工况，开展参数（模量、密度、摩擦因数等）敏感性分析，进一步研究斜向预应力铺面振动特性及其变化规律。研究结果表明：预应力对振动主频影响较小，以主频为指标的传统方法在斜向预应力混凝土铺面振动分析中具有局限性，难以体现预应力影响下振动频谱的整体变化；预应力水平会显著影响50~150 Hz频段的振动频谱分布，随着预应力增大，50~150 Hz频段频谱曲线向高频呈现明显偏移，该频段权重频率变化量与预应力变化幅度具有显著的相关性；该规律在不同材料、摩擦因数等参数组合下具有一定普适性，进一步佐证预应力水平对权重频率具有显著影响，因此，建议采用权重频率作为指标以观测频谱分布的变化，从而分析预应力对斜向预应力混凝土铺面振动特性的影响。     

预应力混凝土箱梁损伤后剩余承载力计算及变化规律研究

目前对在役桥梁进行技术状况评定时,往往需采用荷载试验的方法来反映桥梁结构实际损伤所产生的性能退化。然而,荷载试验方法存在费用高、耗时长等问题,进行荷载试验代价巨大,且对于存在损伤的结构具有一定的风险。因此,基于对一新建跨径30 m预制预应力混凝土箱梁进行的足尺模型试验结果,构造定义了2种不同的刚度损伤折减系数,结合规范给出的开裂构件抗弯刚度计算公式,提出基于刚度损伤折减系数计算构件实际剩余承载力的计算公式。结果表明：2种方法定义得到的抗弯刚度折减系数的变化趋势基本一致,箱梁在出现损伤后的刚度折减效应明显,从箱梁出现开裂损伤到承载能力极限状态刚度折减约40%,相邻两截面的刚度折减可近似呈线性分布;基于刚度损伤折减系数计算的剩余承载力与试验值的偏差都在5%以下;结合刚度折减系数沿箱梁纵向的分布规律,可计算得出在跨中截面出现损伤后,沿箱梁纵向各截面实际剩余承载力的分布规律。提出的基于刚度损伤折减系数计算实际剩余承载力的方法,可通过结构外观检查结果实现对带有损伤的预应力混凝土箱梁实际剩余承载力的准确计算,该方法简便可行、费用低廉,同时也可为出现损伤的在役桥梁技术状况评定及剩余承载力计算提供一定的借鉴。     

71m跨度预应力混凝土箱梁的施工

该文介绍了71 m跨度三向预应力混凝土箱梁施工工艺,包括:现浇支架搭设、立模、绑扎钢筋、浇筑混凝土、预应力束张拉、管道灌浆、封锚等,可供桥梁施工人员参考。