冲击荷载进行桥梁模态试验的研究

桥梁模态中多通过天然脉动作为激励力,但是很多情况下由于脉动信号的不可控制性而导致试验结果较差,而将力锤的脉冲激励应用到实际桥梁测试中可得到理想的试验结果。分析了不同试验方法在桥梁中使用的特点,对不同激励方法得到的试验效果进行比较,指出在不同情况下使用不同试验方法的效果和限制。介绍了力锤具有能量集中的优点,且其频率范围符合桥梁的特性。最后通过实例介绍力锤激励的方法,并通过试验得到较好的桥梁竖向动力特性。     

桥梁荷载试验和模态分析

描述了自1968年以来在捷克斯洛伐克共和国进行的桥梁现场静，动载及长期试验情况。对弹性和残余变形，自振频率和冲击系数的标准做出了补充。在一般交通荷载下的应力监控，对桥梁的疲劳，估算剩余寿命和确定检查周期提供了重要的参考资料。模态分析和鉴定能够确定桥梁的持性。桥梁在自振频率或振型上的变化可反映出其破坏程度。     

移动荷载位置对梁裂缝识别的影响研究

利用小波分析方法对移动荷载作用下存在损伤的简支梁进行识别.通过减小弹性模量模拟存在的裂缝,然后分别提取不同时刻梁的各点位移信息和梁不同位置处某点位移随时间的变化曲线,利用Mexican Hat小波对采集的信号进行连续小波变换,讨论了荷载作用在不同位置时,损伤位置处的Lipschitz指数变化情况.同时还讨论了荷载以不同速度移动时对不同位置点处Lipschitz指数的影响和相向移动荷载对损伤识别作用的影响.     

应变模态法在桥梁损伤识别中的应用

基于应变对局部损伤的敏感特性,引入应变模态法,通过比较完好桥梁和损伤桥梁的应变模态变化,即可判断桥梁损伤的位置和程度。首先在理论上给出了应变与振动模态之间的详细表达式;然后基于大型通用商用有限元软件ANSYS,对金属模型桥梁进行数值仿真模拟以及识别试验、数据分析;最后,应用应变模态法对厦门市石鼓山立交桥进行现场损伤识别,得到了该桥梁的服役状态,为桥梁质量评估和维护提供了可靠的依据。     

移动荷载作用下桥梁的振动控制

论述了移动荷载作用下用调质阻尼器对桥梁的振动控制。ＴＭＤ是一种被动控制设施具有使用年限长，易于操作与维护，不需要外部供给能量等优点。将ＴＭＤ调整到结构一阶振型控制的范围并安装在桥梁中部。     

基于车-桥耦合振动理论的移动荷载识别

提出了基于有限元模型修正的单车通过多梁式桥梁的移动荷载识别方法.首先采用Butterworth低通滤波器对现场采集到的24 h内所有过桥车辆产生的桥梁动位移信号进行滤波处理,提取静力响应极值,并严格按照车型进行分类统计;其次,对观测桥梁进行基于静力试验的有限元模型修正,建立能够反映桥梁真实状态的基准有限元模型;最后将修正后的有限元模型输入至自行研发的BDANS软件中的多梁式车-桥耦合振动模块,以车型为单位,依据该车型车辆在桥面横向移动时各主梁竖向位移响应分配关系,结合多梁式车-桥耦合振动模块以及实测车辆过桥时各主梁静力极值响应,识别出车辆在桥面行驶的横向位置,然后根据识别出的车辆横向行驶位置和实测桥梁响应识别出车质量.结果表明:该识别方法较为可靠,识别精度较高,能按照车型批量进行识别,可大规模处理交通荷载数据.     

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。     

桥梁结构模态参数识别方法综述

随着传感技术、信号采集与处理等技术的发展,桥梁结构模态参数识别方法在桥梁结构健康监测领域已经得到普遍重视。然而,将这些方法应用于实际工程中遇到了很多困难。该文基于近20a来国内外振动信息的桥梁结构模态参数识别算法的研究和应用现状,重点回顾了桥梁结构模态参数识别算法,并对有待于进一步研究的问题进行了展望。     

离散空间小波分析的环境荷载下桥梁的损伤识别

利用离散空间小波多分辨分析,分别探讨了匀速简谐汽车作用荷载和随机白噪声作用荷载(模拟汽车与风荷载的耦合)两种环境荷载作用下桥梁已有损伤位置的识别方法。建构了桥梁结构损伤定位的离散空间小波变换的理论模型,同时讨论了不同小波函数的选取及分解层次的确定方法。该方法仅需测量损伤后桥梁的位移或应变响应,不需损伤前后的结构特性,不影响交通。对原始输入的位移信号进行逐步差分前处理使得识别结果更准确。模拟试验表明,离散空间小波多分辨分析是识别环境荷载作用下桥梁损伤位置的准确可靠方法。     

平均曲率模态法识别桥梁损伤可行性试验研究

设计了一个两跨连续梁实体桥梁模型。通过设定的2种不同损伤工况,采取车辆激励、锤击激励和环境激励3种激励方式模拟工程环境及传感器稀疏布置和加密布置两种形式,共进行了18种方案试验。分别采集加速度时程响应,进行了这些试验方案的模态分析;用平均曲率模态法对模型进行损伤识别,研究这种方法识别桥梁损伤的实用可靠性。试验分析结果表明:在试验工程环境下,平均曲率模态方法是识别桥梁损伤的一种可行方法,传感器的布置方式决定着损伤识别的有效性。     

桥梁抗震设计中地震波的合理选取

选择合适的地震波是对桥梁进行抗震设计的基础。地震波的合理选取受到桥梁动力特性、所处地震区及场地类别等众多因素的影响,对于同一场地的不同桥梁以及不同场地的相同桥梁,能有效用于抗震设计的地震波可能是不一致的。分析了合理选取地震波需要考虑的因素,并结合具体实例,应用有限元程序midas/civil分析并阐述了合理选取地震波的流程和方法。     

基于模态Pushover分析的高墩桥梁地震需求研究

非线性静力(Pushover)分析方法与非线性时程分析(NL-THA)方法相比能节约大量的计算成本,且越来越广泛地用于房屋结构的抗震分析。然而,假设结构的反应由其基本模态控制使该方法存在很大的局限性,主要适用于较为规则的短周期结构。笔者将模态Pushover方法(MPA)与能力谱方法结合,使其能考虑高阶模态反应,并应用于实际的高墩桥梁结构地震需求分析。通过与传统Pushover分析方法(SPA)和NL-THA的分析结果进行对比,验证MPA方法对于高墩桥梁地震需求分析的适用性。     

基于振动与静载试验的桥梁结构损伤识别法

以桥梁结构有限元为工具，把当前结构模型中各单元的等效面积、惯性矩以及板壳单元的厚度作为识别参数|p|，建立识别参数对于各种量测的灵敏度矩阵[S|p|]。同时以测取的结构某些部位的位移、应变以及低阶的振动模态参数为基准，与原先结构的分析结果进行比较建立综合误差向量{△E}。通过优化方法不断调整当前计算模型的参数{△P}使结构响应与相应的试验值最大程度地吻合({△E}小到一定量级)，从而得到结构参数变化的信息。以此为基础即可实现桥梁结构的损伤判别以及承载能力的评估。     

基于结构模态的损伤识别研究

损伤识别是结构健康监测的关键技术,基于频率和振型等结构模态信息是结构在线损伤识别的主要手段。通过数值计算,分析研究了基于频率和振型的损伤识别过程中的若干问题,指出基于频率和振型的损伤识别在理论上的可行性,但在考虑误差的情况下,基于频率的损伤识别是不可靠的,基于振型的损伤识别也受到了很大限制。这与许多学者的结论是一致的,同时也从另一个角度说明基于结构模态信息的损伤识别亟待有效的传感器优化布置办法。文章从经验上对传感器布置进行初步优化,并用算例检验其可行性。     

基于模态参数组合的板结构损伤识别

基于弹性薄板的振动特性分析,通过弹性薄板结构的模态参数重新组合的方法建立矩形薄板的损伤指示量指标;以矩形薄板作为研究对象,建立板的有限元模型,通过降低板的有限元模型局部单元的弹性模量来模拟板的损伤状态,三类简支薄板的损伤模型的数值模拟结果表明该方法对板损伤位置能够精确定位,对板结构单一损伤和多处损伤的定量检测效果明显.     

桥梁损伤识别数值仿真及试验研究

以内蒙古赤峰市银河大桥为例进行研究,该桥于2000年竣工,2001年8月该桥正式投入运行,2001年12月13日早晨,一空载货车撞上ZN-54W吊杆(主拱桥由西向东第8号吊杆),造成吊杆下部保护套严重损伤,为大桥安全考虑,赤峰市松山区政府提出对该桥进行测试。本文采用有限元法、模态分析及损伤识别理论对该桥进行了全面系统的结构损伤识别数值仿真研究,并与试验结果进行比较。由于中承式拱桥的主要受力构件是拱肋及吊杆,所以本文分别分析了拱肋L/2截面、L/4截面及被撞的8号吊杆不同损伤程度下的动力特性,得出结构整体动力特性的变化规律,并通过动力特性变化规律及应变模态实现了对拱肋的损伤识别;通过动力特性变化规律及曲率模态实现了对吊杆的损伤识别。     

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。     

基于工作模态法的动力总成刚体参数识别

介绍一种基于多参考点最小二乘频域法(一种工作模态法)的刚体参数识别方法。它适用于具有阻尼和非线性刚度支承的系统(如汽车动力总成),可在实车工作情况下对动力总成的模态参数和惯性参数进行识别。通过实验验证了该方法的有效性。     

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。