大跨斜拉桥扁平钢箱梁损伤定位指标的噪声鲁棒性比较研究

以润扬大桥斜拉桥的扁平钢箱梁结构为分析对象,采用子结构方法将扁平钢箱梁结构的整体尺度动力特性和细节尺度构件损伤相互衔接实现多尺度损伤分析。在此基础上对模态曲率、模态应变能、模态柔度和斜拉索索力等4类结构损伤定位指标的抗噪声干扰能力进行了对比分析。分析结果表明,模态应变能和模态柔度对于扁平钢箱梁结构损伤定位具有较好的互补性,将其相结合对扁平钢箱梁主跨和边跨的损伤识别具有较好的抗噪声干扰能力。     

西堠门大桥动力特性分析与损伤识别方法

以西堠门大跨悬索桥为工程背景,采用ANSYS建立3D有限元模型,针对缆索承重的特点,对大桥进行了模态分析,并采用柔度矩阵、曲率模态、模态应变能的方法.对大桥进行损伤识别分析.通过对比分析结果,得出适用于西堠门大桥的损伤识别方法.     

公路钢板梁桥的动力监测

在桥梁结构评估中已存在一些不同的监测技术,这些技术主要是基于结构的静力或动力行为的变化.由于动力特性参数基本上不因荷载的变化而变化,因此,使用动力特性进行结构评估较使用静力特性具有许多优越性.在使用动力特性时,试验证明仅使用结构的固有频率和模态振型是不够的,而利用固有频率和模态振型的导出量更会产生结构识别的诊断参数,模态柔度法即是其中的一种.对模态柔度法进行了修正,使之能适用于环境振动的条件.一座公路钢板梁桥现场试验结果表明,修正的模态柔度法可以清晰反映桥梁结构行为的变化.     

斜拉桥损伤识别的模态柔度指标分析

结合斜拉桥结构，应用高精度三维有限元模型，对桥面损伤位置识别的模态柔度指标进行了研究。探讨了柔度指标的构造、模态参数的选取及其对计算精度的影响和对斜拉桥可能损伤情况的灵敏性与稳定性等。用于损伤识别的模态柔度指标在构造上可以克服实际应用上的不完全测量所带来的困难，对测点位置和数量均不做过强的约束。柔度指标的构造方式体现了振型与频率的综合特性，具有较好的灵敏性和稳定性。通过少量低阶模态参数就能够计算得到可靠的柔度指标，因此，为实际测量带来较大方便。     

基于柔度差平均曲率的悬臂挡墙损伤识别

针对悬臂挡墙的损伤识别问题,提出了基于柔度差平均曲率的挡墙损伤识别方法.该方法引入微分几何理论中曲面上一点的平均曲率概念,通过该点上2个主曲率求其平均曲率.首先利用挡墙损伤前、后模态柔度矩阵求取柔度矩阵差,并以其列元素的平均值作为模态柔度差向量;然后利用中心差分法求得模态柔度差平均曲率作为检测挡墙损伤的新指标(FDMC).通过对悬臂挡墙的数值模拟研究,结果表明:无论对单处损伤还是多处损伤,该指标都能准确地识别挡墙的损伤位置;根据损伤程度和指标FDMC的相互关系进一步确定单元的损伤程度,且具有较高的识别精度.通过与已有的高斯曲率模态差指标进行比较,验证了该指标的有效性和优越性.     

基于柔度矩阵曲率差法识别结构损伤

提出利用柔度矩阵曲率差法研究结构的损伤识别,利用结构损伤前后的柔度矩阵分别求得各列的平均值,然后进行差分,并以其作为损伤识别的指标;以有限元分析含损伤结构的模态参数为基础,分别建立简支梁含有一处损伤、多处损伤、连续梁各跨和支座处含有一处损伤的ANSYS有限元模型,分析该方法识别结构损伤的效果。数值分析表明该方法仅需低阶模态参数即可准确简便地识别结构单处或多处损伤的位置;通过与已有的MF、MFC、RFD等损伤指标的数值模拟分析对比,显示了该指标的优越性。     

桥面板分片子结构模态柔度综合理论与试验

为了研究桥面板分片子结构模态柔度综合的理论和实现方法,对2种进行动力计算分析模态柔度的方法以及其一致性进行了介绍.利用这2种方法获取不同子结构的质量归一的振型,并对子结构振型进行拼接得到整体结构的振型,进一步得到整体结构模态柔度(称为分片子结构模态柔度综合技术).通过简支混凝土板的数值试验和实际钢-混凝土组合梁桥的真实试验,验证了利用分片子结构模态柔度综合技术测试识别桥面板模态柔度的可行性.在进行分片子结构模态测试的基础上,将单点输入多点输出(SIMO)子结构综合的模态参数与多点输入多点输出(MIMO)得到的整体结构模态参数进行比较.结果表明:单点输入单点输出(SISO)、SIMO和MIMO方法均能准确获取桥梁结构激励点的模态柔度系数,并能通过子结构振型拼接的方法获得与静力方法相差很小的模态柔度矩阵,可作为传统卡车加载测试有效补充的新型桥梁测试方法.     

基于振动特性的三塔悬索桥主缆损伤识别研究

该文对三塔两跨悬索桥进行健康监测和损伤识别。首先对有限元模型进行结构动力特性分析,然后计算主缆各点以相对模态柔度为基础的损伤指数和模态柔度差值,最后分析了损伤曲线的损伤分布规律,并得到主缆最易发生损伤的部位。结果表明:在横向振型的特性下,悬索桥主缆容易在中塔部位发生损伤,在面内振型的特性下,主缆损伤处易向跨中偏移。得到结论:以相对模态柔度为基础的面内损伤指数对主缆某些损伤工况能够较好识别,而面内模态柔度差值的主缆损伤规律和横向模态柔度差值的主缆损伤规律对中塔呈对称分布。     

基于柔度曲率差的汽车三维空间结构损伤识别

本文针对汽车三维空间结构损伤识别问题,提出根据模态参与比例系数的大小将柔度曲率分解到三维方向,求取柔度曲率差;最后以数值计算的例子进行验证,结果表明,对于汽车三维结构可以用对应的柔度曲率的三维分解对其损伤进行识别。     

基于Novozhilov-柔度理论的连续弯箱梁桥位移参数Kalman滤波识别

为了有效评估和预测弯箱梁桥位移场、应力场,进行了连续弯箱梁桥位移参数的识别,推导了连续弯箱梁桥位移参数的Kalman滤波方程,同时基于Novozhilov-柔度理论,给出了弯箱梁桥位移参数Kalman滤波识别的具体步骤。研究结果表明:连续弯箱梁桥位移参数的Kalman滤波识别对位移参数滤波初始值的选取有较强的依赖性,位移参数滤波初始值选取恰当时,位移参数的Kalman滤波识别过程稳定收敛,且收敛于参数真值;滤波初始值选取不合理时,滤波过程易发散。     

基于模态识别的波形钢腹板箱梁损伤位置研究

为解决波形钢腹板箱梁损伤识别和损伤定位问题,以上海塘大桥工程中波形钢腹板箱梁为研究对象,采用Ansys Workbench有限元建立波形钢腹板箱梁损伤结构计算模型,结合BP神经网络学习和重复训练功能,对波形钢腹板箱梁损伤前后的模态进行重复训练和计算,探索波形钢腹板箱梁损伤程度和位置与模态参数之间的变化规律。研究表明：波形钢腹板箱梁损伤后模态参数呈现下降趋势,不同程度和位置损伤后对模态参数影响存在一定的差异性,结构损伤程度与模态参数下降呈线性关系,训练后的BP神经网络对波形钢腹板箱梁损伤识别误差在3%范围内,验证了训练后的BP神经网络对波形钢腹板箱梁损伤识别的可靠性和准确性。     

新型波形钢腹板组合箱梁等效阻尼比计算方法

为确定新型波形钢腹板组合箱梁等效阻尼比的合理取值,基于阻尼等效前后复频率相等原则,利用复频率和组合结构材料阻尼比之间的关系,提出新型波形钢腹板组合箱梁各阶模态等效阻尼比计算方法.采用有限元软件建立3个新型波形钢腹板组合箱梁的动力分析模型,利用该方法计算得到该新型组合结构等效阻尼比并与实测结果进行对比.结果表明:采用该方...     

波形钢腹板组合箱梁的剪力滞效应

该文论述了采用空间有限元法分析波形钢腹板组合箱梁的剪力滞效应。在分析中考虑了集中力和均布力两种最典型的荷载工况。分析得到的结果与等代腹板的混凝土箱梁剪力滞效应进行比较,比较结果表明两者剪力滞变化规律相同,只是波形钢腹板组合箱梁的剪力滞系数略大。最后,根据分析结果得出一些有参考价值的结论。     

某波形钢腹板组合箱梁桥的抗震性能研究

为了探究波形钢腹板组合箱梁桥的抗震性能,为类似工程的抗震设计提供技术支持,以某组合梁桥为例,首先介绍了时程分析方法的理论,然后利用Midas Civil有限元软件,对该组合梁桥在不同方向地震波影响下的位移和内力情况进行了数值模拟研究.成果表明:Nemark法的实质是对线性加速度法的修正和改进,该方法对结构力学模型进行了...     

波纹钢腹板组合箱梁的抗剪受力性能

以某跨径为40 m的波纹钢腹板预应力组合梁桥为原型,根据相似理论设计制作了缩尺模型试验梁。通过测试模型梁在静力荷载作用下的挠度和应变,研究了该桥型的抗剪受力性能。采用有限元方法研究了波纹钢腹板的整体尺寸、波纹板厚度、波折角度、波纹板高度和平板宽度等对波纹钢腹板构件非线性剪切屈曲性能的影响。另外,对Hamilton所做的波纹钢腹板剪切屈曲试验结果进行了回归分析,给出了波纹钢腹板局部屈曲强度的半经验半理论计算公式。结果表明:混凝土顶板和底板承担了大部分弯矩,波纹钢腹板主要承担剪力,且剪力沿波纹板高度方向均匀分布。     

波形钢腹板-混凝土组合箱梁扭转效应分析

简支波形钢腹板-混凝土组合箱梁扭转效应显著,文中根据组合箱梁受力特性,结合传统混凝土箱梁扭转分析理论,研究组合箱梁在集中偏心荷载作用下的扭转效应.结合相关文献的实验值,对偏心荷载下截面扭转翘曲正应力和扭转翘曲剪应力值进行修正,并通过ANSYS软件计算值进行对比分析.结果表明,在波形钢腹板-混凝土组合箱梁跨中作用偏心集中...     

全比例波形钢腹板PC箱梁力学特性试验研究

根据国内第一座波形钢腹板PC组合箱梁公路桥-泼河大桥的箱梁构造尺寸,设计了30 m足尺试验梁,对其力学性能进行了试验研究和有限元分析。测试了箱梁挠度,波形钢腹板、混凝土顶板及底板的应变。研究结果表明,波形钢腹板PC组合箱梁的混凝土顶板和底板主要承担弯矩,波形钢腹板则主要承担剪力。试验结果为实桥的设计和建造提供了重要的资料。     

大跨悬索桥箱形钢桁架梁的综合疲劳评定方法研究

根据大跨桥梁铜箱梁各类构件的受力特点建立了确定钢箱梁关键疲劳构件的评价模型,提出了基于结构有限元分析、应变监测信息、构件分级系统和桥梁结构人工检测等多方面信息综合评定关键疲劳构件的方法。以某大跨悬索桥钢箱梁结构为例,结合结构有限元数值计算和结构健康监测系统确定的关键钢箱梁截面,针对关键截面上的主要构件分布,利用应变传感器输出信息、结构有限元分析得到的应力分布信息、人工检测信息和桥梁主要构件的危险等级和易损等级信息,结合层次分析法和模糊综合评判理论确定了影响钢桥构件疲劳评定的各因素的权重,用综合隶属度评分法进行关键疲劳构件的等级评定。     

波形钢腹板预应力混凝土结合型箱梁的发展现状与施工

用波形钢板取代传统PC箱梁的腹板,能够大大减轻PC箱梁的自重,改善梁体的受力状况,节省材料,同时可以减少下部结构的工程量,从而降低工程造价。介绍了波形钢腹板预应力混凝土箱梁的结构和几座桥梁的施工方法。