欧拉运动放大算法在桥梁振动分析中的试验研究

为发展新的桥梁动态位移识别和分析方法,解决桥梁非接触式动态位移测量中的振动显微问题,将欧拉运动放大算法应用于桥梁振动分析。首先利用普通摄像机连续采集一系列桥梁数字影像。而后通过欧拉运动放大算法,对桥梁的连续图像序列进行空域分解,使用对微弱运动敏感的时域带通滤波器进行滤波,得到连续图像序列中的微小振动,再对低频的振动信号采用信号放大处理。随后,通过对振动放大后的数字影像进行帧数分解,获得常规视频采样频率下的桥梁试件振动时间历程序列,最后通过对图像序列中标记点的边缘特征分析,得到了试验桥梁标记点的动态位移测量结果。通过与位移传感器测量结果和百分表的比较,证明所采用和提出的分析方法是可行的,能够满足桥梁动态位移测量的应用需求,也能够针对桥梁的某些振动特性开展初步的定量分析,做到对桥梁结构的微小振动位移进行识别。     

基于快速DIC与正则化平滑技术的结构形变测试

传统的有接触结构形变测试存在现场操作困难、多点测试不便、测试成本高等问题,难以应对工程结构形变测试中较为复杂的应用场景。为实现无需人造靶标、可远距离测试且具有较高测试精度的非接触无靶标形变测试,针对采集的结构形变视频图像,引入数字图像相关（Digital Image Correlation,DIC）技术,采用基于Fourier变换的互相关整像素匹配算法与反向组合高斯-牛顿迭代亚像素匹配算法,利用英伟达公司的CUDA并行计算平台,实现结构多点动位移时程的快速测试;基于有限元应变计算与正则化平滑理论,采用位移场后处理方式实现结构连续与非连续应变场的计算。对DIC匹配算法的精度及运算速度、应变算法处理连续与非连续位移场的性能进行对比分析;对超高性能混凝土墩柱抗冲击试验及拱桥吊杆振动试验视频数据进行处理,得到多点位移（频率）测试结果,并与传统测试方法进行对比分析;对砂体抗拔试验及混凝土梁抗弯试验视频进行处理,以云图方式展现位移场与应变场的分布,并与基于逐点最小二乘法的应变测试结果进行对比。研究结果表明：基于快速DIC与正则化平滑技术的非接触结构形变测试方法在结构多点变形、位移频谱及应变场,特别是非连续应变场的测试中得到了较理想结果,具有一定的工程应用价值。     

基于阻尼特性的RC桥梁损伤识别方法

针对工程中常见的钢筋混凝土简支梁结构进行研究,利用静力加载试验模拟简支梁的损伤累积过程,试验中采用沙袋对简支粱施加一突变荷载,对简支梁的自由振动信号进行分析,分析不同阻尼取值时模型的计算结果,分别采用粘性阻尼和库仑阻尼2种模型,利用自由振动信号分析2种阻尼在不同损伤等级下的变化规律,对已有的研究结果进行论证,从而进一步提出一种基于阻尼特征的损伤识别指标,并验证了该指标的优越性,将其应用到实际桥梁的检测中.结果表明:阻尼在钢筋混凝土桥梁中具有弱的非线性,提出的耗能指标较阻尼参数鲁棒性强,可在实际桥梁检测中的应用.     

某飞鸟式拱桥拱座开裂加固后静动载试验与分析

针对某飞鸟式拱桥拱座加固后结构性能进行静动载试验。分析了静载试验中控制位置变形、应变,吊杆轴力等控制指标,观测了拱座裂缝变化情况。并采用模态分析法比较动载试验所确定桥面前两阶振型及频率,对实测加速度及动挠度变化规律与理论结果进行比较,计算确定冲击系数。试验结果分析表明,该桥检测指标均能满足要求,行车性能较好。表明该桥拱座加固效果良好,使用性能比较理想,可适应设计荷载等级的要求。     

基于混合高斯背景的交通视频分析

在将道路监控视频转单帧后,利用灰度变换、锐化、滤波、二值化等方法对图像进行预处理,以高斯混合模型对图像前景提取,进行边缘检测获取较为清楚的前景车辆图,在摄像机标定基础上,建立路面车辆和图像像素点的映射关系,再以虚拟线在图像上作计数依据,进而获得车流量。同时通过对普通背景差分模型与高斯混合背景模型的比较分析,选用高斯混合背景模型对预处理之后的图像进行背景分割。并结合粘连图像分割和阴影处理算法,对前景图像进行修复,得到良好的前景目标。采用高斯背景模型对样本视频处理,得到了满意的监控分析结果。     

基于ANSYS的悬索桥动载响应分析

根据大跨度钢箱式悬索桥的特点,运用ANSYS有限元软件提供的APDL参数化语言,建立悬索桥的精确有限元模型,进而得到整桥模态,并与"脊骨梁"模型模态和实测模态进行比较;同时对精确模型进行模拟车辆动载荷响应分析。动载响应分析的结果可为大跨度钢箱式悬索桥的抗震、抗风设计和车辆载荷响应分析提供参考。     

石崆山Ⅱ桥右线静动载试验检测方案分析

通过对石崆山Ⅱ桥右线大跨径箱梁静动载试验检测方案的制订与实施 ,着重介绍了动静载试验检测的测试目的、测试方法、测试步骤和使用的仪器。     

混凝土桥梁的现场检测和可靠性评估

介绍了混凝土桥梁的可靠性评估方法并进行了验证,它首先通过现场静载试验(以检测车辆加载)应用系统识别方法,或现场动载试验(以落物加载)进行模态分析,来评价桥梁弯曲和剪切破坏的安全系数,然后通过对从桥梁系统上分离出的钢筋混凝土主梁现场进行极限荷载试验以验证初评结果,最后运用模糊理论来处理桥梁工程师的主观判断,以预测桥梁的剩余使用年限.     

基于视频亚像素模板匹配算法的索力试验

针对索结构的索力测试，基于室内试验对比了计算机视觉方法和传统加速度传感器方法，探讨了计算机视觉方法的适用性。研究采用伺服静载锚固试验机张拉单根斜拉索钢绞线，简化模拟索张拉受力状态，通过相机摄影的非接触测量方法测量拉索动态响应，结合亚像素模板匹配算法识别拉索动态变形、基频和索力，并与传统的加速度传感器测试结果进行对比。研究结果表明，计算机视觉方法识别的拉索振动频谱峰值明显，基频识别结果与加速度传感器测试结果基本一致，索力识别结果与实测值相比最大误差不超过6%，具备开展实际结构索力测试的能力。     

混凝土桥梁的现场检测和可靠性评估

介绍了混凝土桥梁的可靠性评估方法并进行了验证了，它首先通过现场静载试验（以检测车辆加载）应用系统识别方法，或现场动载试验（以落物加载）进行模态分析，来评价桥梁弯曲和剪切破坏的安全系数，然后通过对从桥梁系统上分离出的钢筋混凝土主梁现场进行极限荷载试验以验证初评结果，最后运用模糊理论来处理桥梁工程师的主观判断，以预测桥梁的剩余使用年限。     

基于动应变测量在桥梁动挠度识别应用研究

针对传统桥梁挠度监测过程中精度不足,应用范围局限于小跨度桥梁结构,提出了一种基于应变模态的动应变识别方式。通过动应变互相关函数求得振动梁结构的应变模态振型,利用应变—位移转化关系获得结构的位移模态振型,进而获得应变模型的位移模态坐标。将位移坐标与位移模态振型进行关系叠加获取整个梁结构的动应变实时曲线。以天津外环津静收费站高速路段简支梁段为对象,对动应变识别方法进行了验证,结果表明:在脉冲激励作用下,动挠度识别法能够有效控制不同位置节点动挠度误差持在7%的误差范围内,在移动荷载下的梁结构动挠度识别最大误差在2%以内,满足工程实际需求。     

轻型卡车车架模态分析与测试研究

建立了某轻型卡车车架有限元模型,计算了车架的振动模态,得到模态参数,并进行车架模态试验。通过试验数据的采集、处理和分析,得到车架的十阶模态频率和振型。通过比较,发现两种方法得出的模态参数比较一致,表明所建立的有限元模型能够很好的反映原结构的振动特性。通过模态分析确定了该车架结构的可靠性,为车架的结构改进提供了理论依据。     

希尔伯特-黄变换联合分析法在桥梁健康监测模态参数识别中的应用

采用希尔伯特-黄变换方法对桥梁原始振动信号进行分析处理,由于原始信号中信噪比不同,导致在经验模态分解过程中出现模态混叠现象,增加了桥梁模态参数识别难度.结合北京立水西桥健康监测系统振动分析实例,通过将带通滤波与希尔伯特-黄变换相结合的方法,提高桥梁振动信号信噪比,消除在经验模态分解过程中的模态混叠现象,并获得信号的时间～频率局部信息,最后通过绘制桥梁振动时间～频率～振幅曲线,识别桥梁阻尼与频率,并将识别成果与荷载试验结果做对比,其误差在合理范围之内.     

桥梁检测中的动静载试验研究

动静载试验是一种桥梁实际状况检验的重要方法,可科学准确地评定桥梁结构的承载能力。结合某特大桥检测的案例,从试验对象、动静载试验参数等方面,深入对动静载试验进行分析,介绍动静载试验内容,利用桥梁专业软件midas Civil建立有限元模型,进行静力分析,通过实际试验测量值和理论值做比较,分析桥梁的承载力和对桥梁综合评定。     

某绕城公路(36+2×56+36)m连续梁动静载试验研究

对某绕城公路上的(36+2×56+36)m四跨预应力混凝土连续箱梁进行了动静载试验.通过对桥梁静载作用下控制截面的变形、应力和裂缝观测及动载作用下桥梁相关动态参数测试结果的分析,就其成桥质量和动静载作用下的工作状态作了合理的评估.其相关的动静载试验技术和结果数据分析方法,可作为同类工程检验和评估的参考.     

多尺度图像边缘检测技术在车辆识别中的应用

指出了图像边缘检测的定义及现有算法的不足,并对Canny边缘检测离散准则及该准则下的最优线性滤波器进行了论述。根据边缘检测离散准则,利用数值方法求出该准则下边缘检测的最优线性滤波器及对应的平滑算子,将其与Canny边缘检测技术相结合进行边缘检测,检测出不同尺度下多幅边缘图像,并根据小尺度下图像边缘细节信息丰富、边缘定位精度高,大尺度下图像边缘稳定、抗噪性好等特点,将检测到的多尺度边缘进行融合,得到抗噪性好的精确的单像素宽边缘;同时将该方法应用于汽车特征提取,检测到完整连续的汽车边缘图像,为车型识别提供条件。试验结果表明:该方法不仅能准确检测出图像边缘,而且能有效地抑制噪声,是边缘检测的实用方法。     

獐河沟拱桥有限元分析与试验研究

以獐河沟拱桥为研究对象,采用大型通用有限元软件ANSYS建立全桥有限元模型,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.为验证计算结果的合理性,选取42个拱肋应变测点和12个挠度测点,对该桥进行成桥静载试验,并进行动载试验.结果表明有限元分析结果与试验测试结果吻合较好,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Fast-ICA算法的改进EEMD算法在桥梁工程中的运用

目前,以振动分析为基础的桥梁结构健康状态评估方法逐渐受到人们的重视,模态参数识别作为振动分析的关键问题之一,还需进一步完善.模态参数识别即是对结构的振动信号进行动力特性参数的识别,以得到结构的频率、振型以及阻尼比.为了精确地识别出桥梁结构的模态参数,需先对传感器采集的结构响应信号进行分解和重构以保留结构的真实信息,再对...     

一种基于YUV彩色空间的运动车辆阴影消除方法

采用一种基于YUV彩色空间的方法来检测并消除交通视频图像序列中的运动车辆的投射阴影.通过对前景运动区域像素的亮度、色度和梯度密度的计算,得到一个阴影判断函数.利用阴影判断函数并结合边缘检测在前景运动区域中检测和消除车辆的投射阴影.     

基于动载试验的变截面桥梁静载试验结果预测方法研究

为了解决既有桥梁荷载试验成本高、对交通影响大以及容易对桥梁结构造成损伤等诸多问题,提出基于廉价安全的动载试验数据,利用响应面方法对既有桥梁的实际刚度进行智能分析预测,从而达到高精度预测既有桥梁静载试验结果的目的。为实现上述目标,选取典型连续变截面刚构桥作为研究对象,尝试将桥梁主梁变截面参数化,对桥梁关键设计参数进行敏感性分析,并且建立Kriging响应面模型,实现对有限元模型的高精度修正。研究结果表明:基于Kriging模型的有限元模型修正方法能够利用桥梁动载测试结果对初始设计参数进行修正,并进一步预测静载试验结果;该方法成本低廉,对交通影响小且安全性高,这将节省大量的桥梁静载试验费用,同时能够对桥梁的静力行为进行全方面有效的分析和预测。研究结果可为既有桥梁工程的管养维护决策提供新的思路。