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。     

铁道客车悬挂系统柔度特性

建立了装备空气弹簧的车辆系统数学模型,推导了悬挂系统柔度系数计算公式,分析了悬挂参数对车辆柔度系数的影响规律。设计了重锤法、角度测量法和加速度测量法测定悬挂系统柔度系数。利用重锤法对某车辆进行测试,分析不同载质量和外轨超高工况下的动、拖车柔度系数分布。理论计算结果表明：提高悬挂系统刚度,增大悬挂系统横向跨距,降低车体和构架的重心高度均可减小柔度系数,从而可提高车辆的抗倾覆性能。试验结果表明：拖车柔度系数大于动车柔度系数,空载时相差0．021,重载时差异不大;重载时的柔度系数大于空载状态的柔度系数,最大相差0．109;最恶劣工况为拖车重载状态,柔度系数最大值为0．245。柔度系数随着外轨超高的增加而增大,且超高越大,柔度系数增长速度越快,因此,在大超高线路上应严格控制车辆柔度系数。试验结果验证了理论分析的可信性,且理论公式考虑的悬挂系统参数全面。     

土的应力应变关系中柔度矩阵的研究

在土的应力应变关系中,柔度矩阵要求主对角线元素为正且主对角线元素占优,对主应力表示的柔度矩阵进行了研究,证明了这两个条件同时满足时柔度矩阵的行列式必大于0.因而,柔度矩阵的行列式是否大于0可以作为评价土的本构模型合理性的一个方法.通过对传统弹塑性模型塑性柔度矩阵的研究,发现传统弹塑性模型的塑性柔度矩阵行列式等于0,不能...     

钢筋混凝土框架滞回过程的柔度分析法

介绍了分析框架结构滞回过程的柔度法，框架结构通常是采用基于位移形函数的刚度法进行非线性分析，但由于位移形函数假定了杆件内部变形与杆端节点位移的代数式关系，在荷载达到极限点附近时有较大误差。柔度法根据杆件内部力与节点力的平衡建立了内力形函数，在加载过程中结构和杆件始终满足力的平衡和协调条件，因而能够得到比刚度法更精确的结果。利用自编的框架结构柔度分析法程序对一榀钢筋混凝土平面框架进行了计算分析，结果与试验吻合较好。     

模态柔度指标在简支梁桥损伤识别中的应用

基于模态柔度理论,构造模态柔度差及模态柔度差曲率指标为损伤识别参数.选取简支梁桥为数值模拟算例,对单位置及多位置损伤识别工况的数值模拟分析验证了两个指标的有效性.结果表明：模态柔度差曲率指标更适合于结构的损伤位置识别.     

考虑支座摩阻的半漂浮体系斜拉桥模型修正

针对在未考虑支座摩阻的情况下,某半漂浮体系斜拉桥有限元模型计算应变和位移结果与荷载试验实测结果存在偏差的情况,以现场试验结果为依据,采用双折线模型和工程上常规的直接加支座摩阻力的方式模拟支座摩阻效应,对模型进行修正.研究结果表明:考虑支座摩阻后,应变和挠度校验系数分别提高15％和23％,并修正原模型中出现的计算位移方向...     

单元板式轨道脱空伤损识别的柔度曲率特征值法

为了实现对CRTS Ⅲ板式无砟轨道结构中轨道板板底脱空伤损的识别和定位,首先通过轨道结构模型的模态分析,获取其结构的柔度矩阵,结合高斯曲率和降噪数据处理构建柔度曲率特征值矩阵,利用非伤损区域内反映不规则突起对伤损定位影响的准确性指标和反映识别伤损范围的有效性指标得到合理的测点密度,最后建立多种伤损工况,研究该指标识别的应用范围. 研究结果表明:已脱空轨道板的柔度曲率特征值在伤损区域内存在明显突起,且峰值位置与伤损区域中心吻合,可在无基准参数下有效识别CRTS Ⅰ及CRTS Ⅲ型两种材料性能不同的单元板式轨道板底的隐蔽伤损;针对板底大于0.4 m × 0.4 m的脱空伤损,采用测点密度为0.2 m时有利于降低噪声对伤损定位准确性的影响,提高伤损范围识别的有效性;当轨道板底伤损区域边长大于0.3 m时,可利用柔度曲率特征值进行伤损识别和定位;轨道板柔度曲率最大绝对值随脱空尺寸变大而增加,二者基本呈线性关系,结合柔度曲率特征值的可视化图形可进行伤损面积识别.      

曲率模态和柔度曲率对损伤的敏感性研究

以简支梁的损伤识别为例,用有限元方法进行建模和计算,比较分析了曲率模态和柔度曲率对结构损伤识别的敏感性.当梁发生损伤的类型不同时,损伤部位对未损伤部位的影响以及各处损伤部位间的相互影响不同,导致曲率模态或柔度曲率对损伤的敏感性有时会下降,单独用一种方法不能准确地识别结构的损伤,应综合运用两种方法对损伤进行识别;而且这两种方法能互相补其不足,可以更有效的对结构的损伤进行识别.     

基于响应面方法的钢-混凝土组合梁桥模型修正

为得到某三跨连续钢-混凝土组合梁桥的基准有限元模型,对其进行了静动载试验,获得了该桥的静力和动力特性。采用梁板模型建立了该桥的精细三维有限元模型,使用参数灵敏度分析方法对待优化参数进行选择。采用中心复合设计试验,建立了频率和挠度的二次响应面方程,通过实测数据进行了响应面模型修正,分析了不同响应面对模型修正结果的影响。结果表明：响应面数量需不小于待优化参数的数量,不同响应面的模型修正结果有一定的差别,但均大幅减小了计算值与实测值之间的误差,修正后的模型可作为基准有限元模型,并为桥梁运营过程中的健康监测等服务。     

基于RBF神经网络的单塔斜拉桥模型修正

为获得某单塔双索面斜拉桥换索过程中的工作状态,建立了一种联合子结构与径向基神经网络的有限元模型修正新方法.根据模型参数修正理论,通过分析设计参数的相对灵敏度确定需要修正的参数;为满足参数离散性要求,在模型修正过程中引入了子结构方法,并认为每一子结构中的设计参数是不变的.采用径向基(RBF)神经网络作为模型修正优化算法.将子结构与RBF神经网络相结合,从而将有限元模型修正的反问题转化为正问题;同时,对子结构的划分、RBF神经网络构建以及输入输出参数的确定进行了讨论.以某单塔斜拉桥为例,验证了所提的联合模型修正方法.结果表明:计算值与测量值之间的误差,在有限元模型修正前后有很大改善.     

基于RBF神经网络的单塔斜拉桥模型修正

为获得某单塔双索面斜拉桥换索过程中的工作状态,建立了一种联合子结构与径向基神经网络的有限元模型修正新方法。根据模型参数修正理论,通过分析设计参数的相对灵敏度确定需要修正的参数;为满足参数离散性要求,在模型修正过程中引入了子结构方法,并认为每一子结构中的设计参数是不变的。采用径向基(RBF)神经网络作为模型修正优化算法。将子结构与RBF神经网络相结合,从而将有限元模型修正的反问题转化为正问题;同时,对子结构的划分、RBF神经网络构建以及输入输出参数的确定进行了讨论。以某单塔斜拉桥为例,验证了所提的联合模型修正方法。结果表明:计算值与测量值之间的误差,在有限元模型修正前后有很大改善。     

基于混沌粒子群随机子空间的桥梁多点损伤识别

受复杂荷载与不利环境影响,桥梁结构服役性能日趋退化。结构模态参数是结构整体力学性态的特征指标,通过敏感模态参数可对结构服役状态进行判识。针对传统模态识别存在虚假模态,易遗漏真实模态,且计算效率较低的不足,采用混沌局部搜索对粒子群算法进行改进,优化加速度信号加窗截断位置和大小,结合协方差随机子空间法对各子信号进行模态识别;构建基于比例柔度矩阵和均布荷载曲率的损伤识别模型,通过挠度曲率相对变化判断结构损伤位置和程度;并通过开展斜拉桥缩尺模型损伤识别试验,对本方法的有效性进行验证。研究结果表明：混沌粒子群随机子空间方法具有较好的模态识别精度,可实现斜拉桥拉索、主梁等典型损伤准确定量和定位识别;结构跨中位置发生损伤对结构性能影响更大,实际工程中应提高跨中区域主梁和拉索的承载力储备以提升结构安全性。     

基于多模态的神经网络的结构损伤识别方法的研究

采用曲率模态和柔度曲率组合成多模态参数,针对连续梁结构在有限元模型基础上对结构进行了损伤识别研究．结果表明,以此多模态参数作为网络输入参数,并通过学习训练所得网络不仅可以准确地对结构损伤进行定位,而且对损伤的定量也取得了比较理想的效果,表明此网络还具备良好的容错性和鲁棒性．     

桥梁结构有限元模型修正结果分析研究

依托一座8×25 m装配式预应力箱梁桥的荷载试验进行有限元模型修正,对模型修正结果进行深入研究,结果表明:增加挠度测点能够提高刚度识别的准确性,但提高幅度不大,而通过对计算模型的优化调整,可明显降低由于计算模型中单元划分不均匀带来的刚度识别误差,因此,采用荷载试验的6个挠度测点结合优化的计算模型识别的桥梁实际刚度是能够满足工程应用的。     

天津宁河某独塔斜拉桥抗震分析

介绍了天津某独塔斜拉桥工程概况、主桥结构设计、主要建模方法及抗震分析结果。采用midascivil有限元软件进行建模,建立了考虑桩基础刚度及不考虑桩基础刚度的斜拉桥有限元模型;对比分析了两模型的前10阶模态;采用弹性时程分析方法对该斜拉桥在罕遇地震情况下进行了动力分析,分析对比了两种不同阻尼器设置方案减震效果的效果。     

基于有限元修正的斜拉桥健康监测 传感器优化布置研究

以某座斜拉桥为工程背景,首先介绍了基于结构动力特性的传感器优化布置方法,并采用序列法通过多模态的组合对测点进行了优化,在此基础上结合桥梁结构特点和监控需求,提出了优化的传感器布置方案。其次,建立该桥的三维有限元修正模型,获取该桥的动力特性。再次,以振型参与质量系数和MAC矩阵标准为理论基础,对各组合下的模态向量矩阵进行优化布点处理,对桥梁健康监测传感器布点方案进行了研究。最后结合该桥的实际情况,提出传感器优化布置方案。     

不中断交通的梁式桥梁试验与状态评估技术

在不中断交通的条件下建立了运行试验模态分析的模态挠度法。该方法以挠度作为评价桥梁结构承载力的指标,利用来往车辆的激励响应测量数据获得桥梁结构的交通激励试验模态参数,推算出桥梁结构的静挠度,从而评定桥梁结构的承载力。实桥测试表明,该方法可用于桥梁承载力和使用状况评估。     

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     

基于有限元模型的荷载横向分布修正法

基于有限元模型的桥梁荷载横向分布修正法,运用模型计算通用程序建立桥梁的有限元模型。通过对实测挠度与模型计算挠度的相关性分析及反复迭代,最终求得不同刚度的在役桥梁各片梁的荷载横向分布系数。经过模型桥试验的验证分析,该方法可较准确地求解桥梁在使用阶段的荷载横向分布。