弧长比例对曲线斜拉桥力学性能影响分析

曲线斜拉桥是主梁呈曲线的斜拉桥。其兼具弯梁桥和斜拉桥的受力特点,主梁在承受弯矩、剪力作用的同时承受了较大的扭矩作用,受力复杂,具有高度空间性。以某座主跨285 m混凝土Π形主梁双塔双索面曲线斜拉桥为工程背景,基于有限元分析方法,通过改变曲线斜拉桥弧长比例(曲线斜拉桥曲线部分长度占全桥长度的比例,取值为[0,1])以探究弧长比例变化对结构受力性能的影响规律,主要研究对象包括主梁应力、内力、挠度以及支座反力等。研究结果表明:弧长比例对主梁轴力、剪力影响较小,相对于直线斜拉桥,变化不大于5%,可按直线桥进行计算;弧长比例在不同区间变化对主梁弯矩和扭矩的影响呈现不同趋势。研究成果针对弧长比例这一参数对曲线斜拉桥提供设计建议,为道路选线及桥梁设计提供参考依据。     

桥梁结构动力测试信号的自适应形态学滤波研究

桥梁健康监测数据中不可避免地会掺杂系统噪声和测试噪声,噪声的存在将严重影响桥梁状态评估的准确性。为了抑制噪声对桥梁状态评估的影响,获得精确的桥梁状态评估结果,本文提出了一种自适应的形态学滤波器(Adaptive Morphological Filter,AMF)。首先比选了AMF的各类结构元素类型,并依据AMF对信号傅里叶谱相对幅值的影响程度确定适宜的结构元素尺寸,据此构建滤波器。实现原始信号的自适应滤波后,用确定-随机子空间识别方法对原始数据和滤波后数据的模态参数进行识别,并使用稳定图法对滤波效果进行对比。以大比尺斜拉桥模型试验的测试数据为支撑对所提算法进行了验证。结果表明,AMF可显著提高桥梁模态参数识别结果的稳定性,并能挖掘出被噪声淹没的高阶桥梁模态参数。     

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。     

复杂结构损伤识别的广义子结构法

为实现对复杂结构损伤位置的识别,采用分步识别策略,将原结构划分为多个广义子结构,先进行广义子结构的识别,再进行损伤单元的识别．为克服广义子结构划分的主观性,提出了基于聚类分析的广义子结构划分方式．以悬臂桁架结构为数值算例,对比了3种划分方式的网络训练收敛情况以及网络对带噪声检验样本的识别结果．研究结果表明,按基于聚类分析的广义子结构划分方式构造的网络易于收敛,且对带噪声检验样本的正确识别率高于另外2种划分方式1％～5％．     

地震动入射角对空心薄壁高墩桥梁地震易损性的影响

为了充分评估空心薄壁高墩大跨桥梁结构的抗震性能, 以中国西部某四跨高墩刚构-连续组合体系桥梁作为研究对象, 基于三维地震易损性分析方法, 计入竖向地震动的影响, 结合现行桥梁抗震设计规范, 采用增量动力分析方法讨论了水平地震动入射角对桥梁构件地震易损性的影响; 依据一阶可靠度理论分析了地震动入射角对桥梁结构系统易损性的影响规律。研究结果表明: 2#、3#刚构桥墩的弯曲和剪切易损性云图与1#、4#悬臂墩的弯曲和剪切易损性云图差异明显, 桥墩弯曲和剪切的地震易损性不仅与地震动入射角有关, 还与桥墩结构形式有关; 支座在轻微损伤、中度损伤、重度损伤及完全损伤状态下的损伤概率分布相似, 地面峰值加速度为0.4g时, 最大损伤概率的地震动入射角为0°和180°, 当地面峰值加速度大于0.6g时, 轻微损伤和中度损伤的最不利入射角为0~180°, 支座变形的最不利地震动输入方向主要为纵桥向和横桥向。由此可见, 各关键构件的不同损伤指标下的损伤概率随地震强度、方向变化的规律各不相同; 不同损伤指标下系统及各构件的最不利地震动入射角及其区间数量和范围也各不相同; 仅讨论纵桥向或横桥向构件地震易损性不能合理评估桥梁结构的实际抗震需求, 采用三维地震易损性分析方法能准确定位最不利地震动入射角, 实现高墩大跨桥梁结构抗震性能的准确评估。      

基于互补集合经验模态分解的近场脉冲地震信号降噪算法

针对近断层地震速度脉冲信号非线性非平稳的特点,建立了以互补集合经验模态分解(Coplementary Ensemble Empirical Mode Decomposition,CEEMD)为基础的一种降噪算法。该算法首先对仿真信号进行CEEMD操作,获得从高频到低频的固有模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF),然后对IMF筛选叠加,得到多组含不同阶数的重构信号;通过算法相关度和逼近度组成综合评价指标,对多组重构信号进行筛选,得到全局最优重构组合Rec3,实现信号的有效去噪。然后采用以所选最优重构组合为基础的降噪算法分析实测速度脉冲信号。结果表明:该降噪算法具有很好的降噪效果,所得结果曲线较原信号曲线光滑平整,主脉冲信号清晰可辨,且由于算法本身没有人工加窗这类操作,使得其自适应良好,具有一定的实用性和可靠性。     

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.     

重庆轻轨袁家岗车站桥动力性能分析

采用空间离散模型,计算重庆跨座式单轨交通线路袁家岗车站桥的结构自振特性及动力响应。由于单轨交通桥梁结构的振动,主要是由静力脉动引起。采用车桥作用理论的荷载列方法,计算15种工况下轻轨车辆经过时的的结构振动。结果表明:该车站桥结构具有足够的刚度,整体动力性能较好;结构在纵、横、竖三个方向都是站台层的加速度值最大,竖向加速度值最大为0 057g;桥上各处的振动舒适度系数均在1 5以下。     

重庆轻轨袁家岗车站桥车致振动分析

运用车站桥结构动力学及车桥耦合振动车辆动力学的研究方法，采用了车桥振动理论的荷载列方法，以重庆跨座式轻轨袁家岗车站桥为研究对象，进行了轻轨列车过桥时的车桥空间耦合振动响应分析，着重研究了列车速度变化时对车站桥的挠度、乘客在站台、站厅和楼梯上的舒适度分析．车桥计算结果表明，该车站桥能够满足良好的舒适性与安全性要求。     

高墩深水大跨度连续刚构桥非一致地震响应分析

讨论了高墩深水大跨度连续刚构桥的地震响应分析。提出一种适用于计算深水桥墩的地震动水压力公式,在有限元模型中采用附加质量的方法计入该作用,并考虑非一致激励和桩土耦合对桥梁结构的作用,并对不考虑动水压力和考虑动水压力工况进行比较。分析表明,考虑动水压力时的地震反应内力和位移比不考虑动水压力时的地震反应内力和位移大。分析结果可以为连续刚构桥的抗震设计提供参考。