综合识别指标在桥梁结构损伤识别中的应用

提出一种应用振动模态频率变化值和静力位移变化值之比而建立的综合识别指标对桥梁损伤进行分析与评定.试验结果表明,应用该方法能够对损伤的位置和程度进行准确的定位和评估.既安全又方便,可为现在的桥梁检测提供参考.     

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。     

基于车致振动的桥梁损伤识别

基于移动车辆引起的桥梁振动,采用模式识别的聚类分析方法对桥梁结构损伤定位及损伤程度估计进行了研究．应用车致振动理论计算不同预设损伤位置和损伤程度的桥梁结构在相同移动车辆作用下的动力响应,记录其在测试位置的响应,形成损伤模式库;将在测试位置实际测得的响应与损伤模式进行比较,并利用聚类分析的近邻法识别桥梁结构是否出现损伤、损伤位置及其程度．为直观有效地表示识别结果,分别以损伤位置和损伤程度为独立坐标轴,用等值线和响应云图的方式展示比较结果．以移动荷载匀速通过某简支梁为例,验证了该方法的有效性和鲁棒性．数佰模拟结果表明．该方法能够有效地估计桥梁结构的榀作付罟和榀作程摩．     

基于递归图和BP神经网络的桥梁损伤识别研究

为研究递归图和多层前馈（BP）神经网络在桥梁损伤识别方面的应用,以某大跨斜拉桥为例,采用ABAQUS有限元软件建立其三维模型,通过动力分析提取该三维模型的加速度曲线并进行递归图处理和BP神经网络分析。研究结果表明：递归图方法能够初步地识别主梁的损伤位置和损伤程度;BP神经网络分析能够精确识别主梁损伤的具体位置和损伤程度值,且识别准确率均大于85.0%。该方法可为类似桥梁工程的损伤识别提供借鉴。     

面向损伤识别的独塔斜拉桥模型的设计与分析

模型试验方法是桥梁结构损伤识别研究的一种重要手段。以某虚拟的独塔斜拉桥为原型,面向损识别设计制作了独塔斜拉桥试验模型。试验模型各主要构件（主梁、主塔、斜拉索）均独立加工制作,其中主梁选用铝合金材料,截面采用箱形,划分为不同长度的阶段,各节段均采用螺栓连接。通过改变节段板厚的方法实现主梁不同损伤程度的模拟,不同位置的损伤通过更换不同位置的板厚实现,从而方便的实现了模拟模型斜拉桥主梁的各种损伤状态。采用特殊的设计实现了斜拉桥结构索力的实时测试。对模型进行了静态试验,并与有限元模型计算的结果进行了对比分析。试验研究与数值分析为今后的损伤识别研究奠定了基础。     

基于支持向量机和模态曲率的桥梁结构损伤识别

提出了一种用于桥梁结构损伤识别的支持向量机方法。该方法以结构损伤前后的模态曲率差参数为支持向量机的输入参数,c-svc算法为损伤位置识别算法,ε-svr算法为损伤程度识别算法。最后以三跨连续梁桥为数值模拟算例,以存在单个及多个损伤单元为损伤工况,验证该方法的有效性,识别结果表明基于支持向量机和模态曲率的损伤识别方法能够准确识别出结构的损伤位置,损伤程度识别误差在4%以内。     

基于超声红外热波成像的桥梁结构损伤识别方法

基于超声红外热波成像技术,对桥梁结构损伤识别方法开展研究。以配置桥梁全结构序列数据信息表为基础,构建超声红外热波成像数学模型;基于有限元修正计算,实现桥梁结构损伤识别。试验以实际运行中的某大跨度大桥为测试对象,分别选择两种现有方法与所研究方法进行对比,两组现有方法的识别结果与实际数据有出入,而所研究的方法可在0.1s内完成对损伤次数的识别,且损伤长度的识别结果与实际数据一致,这种方法能提高识别的准确程度,具有良好的应用效果。     

基于车致振动响应的铁路桥梁损伤位置识别

为识别列车荷载引起的桥梁结构损伤,基于车致振动的加速度响应,提出了一种损伤位置识别方法.该方法通过结构易损性分析,确定结构易损的部位,并根据易损部位的损伤状态,从列车行驶的时间区域中选择若干子区域;然后,假设在每一个子区域内特定易损部位的损伤状态保持不变,将损伤位置识别分为2个层次进行,每一层次均以加速度时程数据构建损伤指标,从多个角度优化样本库,并采用支持向量机作为分类工具,建立损伤位置识别模型.对一连续梁的实例分析表明:该方法能够考虑结构状态与列车荷载的相关性,在损伤最易出现的时间子区域内,对易损部位进行损伤识别,可获得较好的损伤位置识别结果;且在低水平噪声干扰下,识别结果变化不大.     

基于神经网络的斜拉索损伤识别研究

以一模型桥为背景,探讨了斜拉索损伤定位以及损伤程度确定的方法.基于ANSYS有限元模型,采用RBF网络,模拟了斜拉索的损伤情况.以不同损伤程度下自振频率和局部模态作为神经网络的训练与测试输入样本,由神经网络的输出来指示损伤位置和损伤程度,并与BP神经网络的识别效果进行比较.     

基于ICEEMDAN的连续梁桥车致振动信号的HHT分析

改进的带有自适应噪声的完备集合经验模式分解（improved complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,ICEEMDAN）是传统经验模式分解（empirical mode decomposition,EMD）方法的发展,在桥梁结构损伤识别领域具有较好的应用前景. 首先,以数值模拟信号为对象,采用ICEEMDAN方法进行桥梁车致动信号的数据分解和Hilbert谱分析,提取损伤引起的频谱特征变化和建立损伤识别方法;然后,利用该方法对实测振动信号的振型分量进行识别;最后,以实测信号的一阶振型分量为对象,对其Hilbert瞬时频率谱的特征进行了分析和讨论. 研究结果表明:模拟信号中的振型振动分量数比实测信号中多,其中模拟信号中不显著的高阶竖弯振动分量在实测信号中没有发现; 一阶振型振动分量的瞬时频率可作为桥梁损伤识别的特征参数,用于进行损伤有无、损伤定位甚至损伤定量的判断; 损伤识别效果受测点位置影响很小; 该方法不依赖有限元模型即可完成桥梁损伤有无的识别和损伤定位,且数据采集简单,具有实际工程中应用可行性.      

Cable Sliding at Supports in Cable Structures

To develop an effective numerical method for the cable sliding problem in cable structures，two-node catenary cable element was built to model the cables based on analytical solution of elastic catenary．Cooperated with Newton method，continuation method Was used to solve the nonlinear equations．This approach is more efficient than using Newton method only and has a wider range to select initial values for the process to converge．The relationship between the tension on a cable segment and its unstrained length was derived and used to calculate the unbalanced cable tensions at the supports．An example is presented to show the correctness and efficiency of the proposed method．     

荷麻溪特大桥索力测试方法研究

主要分析了斜拉索的振动原理以及垂度、弯曲刚度、索长对斜拉索索力的影响。基于荷麻溪斜拉桥的自身特点考虑了施工过程中的索力影响因素,实现了可以利用自振频率和油压表结合的方法对斜拉索的索力进行精确控制。     

斜拉桥缆索施工技术

以大连市金州滨海大桥为例,简要介绍斜拉桥缆索安装、张拉、防护施工工艺及施工要点.     

非线性缆索单元及其在缆索承重桥中的应用

柔性缆索本身所具有的高度几何非线性给缆索计算带来困难,而缆索线形的确定是缆索承重桥能否实现的关键.文中建立了Lagrange坐标系下缆索曲线方程,推导出2节点非线性缆索单元的切线刚度矩阵,并给出了应用该单元求解缆索线形的迭代格式.用该方法计算某大桥方案主缆线形和无应力长度,并将结果与解析法结果对比分析,二者相对误差不大于0.06%,从而证明该方法的可靠性.     

扭转索面斜拉桥索力调整

为研究较为合理的扭转索面斜拉桥索力调整的方法,结合工程实践,阐述索力调整的目标和原则,利用影响矩阵法和桥梁结构有限元分析软件Midas Civil 2012,采用试算法制定调索方案,并对调索效果进行分析。监测结果表明:索力调整后,全桥索力接近目标值,主梁线形和塔偏也比较理想。     

斜拉桥换索设计研究

以一座斜拉桥的换索工程为背景,设计了两种换索方案,分别对两种方案做了换索过程分析。通过将所得到的计算结果进行比较,选择合理的换索方案。     

斜拉桥换索前的索力调整

以某斜拉桥为工程背景,通过模拟换索前状态,识别既有桥梁的结构参数,确定结构的当前内力状态并对其进行评估,分析换索前进行索力调整的必要性.索力调整结束后,结构内力状况得到了改善,保证了换索施工能够安全进行.     

桥梁施工缆索吊机承载索的设计研究

随着桥梁施工缆索吊机跨度不断加大,其承载索的计算理论需要更加精细化;针对大跨桥梁施工最常采用的缆索吊机布置方案,将各跨承载索作为一个整体,推导了承重索的张力状态方程并给出了主要设计参数的确定方法,提高了承载索的计算准确性。结合沪瑞国道北盘江特大桥采用的有塔架缆索吊机工程实例,通过实际应用的结果比较,验证了推导公式的准确性。对特大跨度桥梁施工中施工缆索吊机的设计及应用提供了有益地参考。     

斜拉桥成桥状态索力确定的计算方法

以不变形初张拉为基础,将斜拉桥成桥状态索力确定问题归结为一个含有多变量的非线性规划问题;在此基础上,引入罚函数法进行求解;然后,根据序列二次规划算法求出问题的非线性规划问题最优解;最后,通过算例证明该方法的正确性和可行性。     

预应力砼部分斜拉桥施工监控技术研究

以一座2×80 m独塔单索面预应力砼部分斜拉桥的施工过程为对象,建立了以主梁线型控制为主同时兼顾斜拉索索力、主梁应力的监控体系,通过监控体系的实施,使桥梁得以高精度合拢,取得了满意的控制结果.