基于静动载试验的大型桥梁健康评估

对某公跨铁立交桥进行了现场静动载试验,测得桥梁结构的力学特性和性能指标,并基于ANSYS建立了该桥的有限元模型,进行了静力分析．通过试验值与理论计算值的比较分析,可以看出该桥承载能力和动力性能均有一定程度的降低,安全性能不能满足营运需要,需要进行大修．本文的研究方法可应用于桥梁结构的损伤识别、健康监测、结构控制以及结构的承载力评定．     

Performance of viscous fluid dampers coupling adjacent inelastic structures under near-fault earthquakes

The behavior of viscous fluid damper applied in coupling structures subjected to near-fault earthquake was studied. The structural nonlinearity was characterized by Bouc-Wen model and several near-fault ground motions were simulated by the combination of a recorded earthquake (background ground motion) with equivalent velocity pulses that possess near-fault features. Extensive parametric studies were carried out to find the appropriate damping coefficient. Performances of viscous fluid dampers were demonstrated by the relationship between the force and displacement, the maximal damper force and stroke. The control performances were demonstrated in terms of the response reductions of adjacent structures. The results show that the dynamic responses of adjacent structures are mitigated greatly. Proper damping coefficients of connecting fluid dampers have a small difference, while adjacent structures under different near-fault ground motions with the same peak acceleration. The maximum force of damper is about 0.8 MN, and the maximum damper stroke is about ±550 mm. Satisfied viscous fluid dampers can be produced according to the current manufacturing skills.     

基于环境激励的桥梁结构动力测试及模型修正

桥梁结构的动力特性是结构动力计算和抗震分析的基础,也是桥梁健康状况监测的一个重要指标.首先根据设计图纸建立了312国道上的一座公跨铁立交桥的三维有限元模型,分析了桥梁的动力特性,同时通过环境振动测试获得了桥梁的实测动力特性,然后在灵敏度分析和优化理论的基础上,选取了一组设计参数,对桥梁的有限元模型进行了修正.修正结果表明该方法简单有效,修正后的有限元模型能够较好地反映桥梁的动力特性,可用于检测桥梁在复杂外力作用下的动力响应,能更好地为后期的损伤识别和健康评估服务.     

钢丝纤维混凝土路面的应用研究

利用截断的矿山废钢丝绳,按一定用量掺入普通混凝土中,并运用这种路面材料铺筑道路,试验及工程应用表明这种材料铺筑的路面具有良好的路面性能,可适应道路路面重载、耐磨及抗冲击的要求,并能减小结构厚度,且早期强度较高,可缩短工期,具有一定经济效益.结合道路工程的实践,对钢丝纤维混凝土路面结构作了简要的论述.     

基于广义Morse小波和EWT的移动荷载下结构时变频率识别

提出了基于广义Morse小波和经验小波变换的移动荷载作用下结构时变频率识别方法。首先介绍了经验小波变换技术和广义Morse小波特性,采用经验小波变换对结构响应信号进行分解,对分解得到的不同经验模式成分采用广义Morse小波分析,提取信号小波脊线识别结构瞬时频率。用一个数值算例验证了方法的有效性和精度。随后设计了一个移动小车通过钢板梁的模型试验,采用该方法识别其时变频率并与有限元计算结果进行对比分析,进一步验证方法的效果。     

框-筒结构截面变化对加强层力学作用的影响

为了给高层建筑加强层设计提供可靠的设计依据,根据伸臂结构的简化模型,应用虚功原理和伸臂与核心筒的变形协调条件得到了求解核心筒约束弯矩和侧移折减系数的计算式.对影响核心筒约束弯矩和侧移折减系数的因素(核心筒刚度与外柱刚度之比α、核心筒线刚度与伸臂线刚度之比β和高层建筑沿高度截面的变化等)进行了分析,结合工程分析结果对高层建筑加强层设计提出了参考意见.     

基于改进遗传算法的桥梁结构传感器优化布置

为了解决桥梁结构健康监测中的传感器优化布置问题,提出一种基于二重结构编码遗传算法的传感器优化布置方法.首先改进了编码方法,采用二重结构编码进行种群的初始化、交叉和变异,然后选择时采用最优保存策略,交叉时采用自适应部分匹配交叉,变异时采用自适应逆位变异.该法克服了传统遗传算法应用于大型结构时收敛速度慢且易陷入局部最优的缺陷,大大加快了收敛速度,并确保能够搜索到最优解.最后通过一个桥梁工程的实例分析,证明了该法在搜索能力、计算效率和可靠性方面明显优于序列法,可广泛地应用于桥梁结构的健康监测.     

基于伪比能的梁式结构损伤识别

基于结构动应变测试数据,直接在时域内对梁式结构进行损伤识别.相对加速度、位移而言,应变对结构损伤更为敏感,故采用结构动应变测试数据;利用小波包变换,对结构各测点动应变数据进行分析;引入"伪比能"(PSED)概念,提出"平均伪比能"(APSED)和"平均伪比能变化率"(APSEDR)指标,计算后获得结构损伤信息;利用多项式最小二乘法曲线拟合,避免了获取在役结构损伤前信息的困难.数值分析表明:本方法仅凭结构损伤后信息能准确识别结构损伤位置和损伤程度,并具有良好的噪声鲁棒性.     

两相邻结构地震动响应被动优化控制研究

采用在双体单自由度结构间设立Kelvin型被动控制单元的最优参数表达式,并基于等效双体单自由度体系求得了相邻多层剪切型结构间控制器最优参数。利用列举法并基于二次型性能指标值（LQR）确定了控制器优化布置位置,讨论了布置控制器后对结构地震响应的影响以及对结构动力特性的影响,通过数值分析证实了采用等效双体单自由度体系代替相邻多自由度结构体系的正确性,表明了这种被动控制方法能够非常有效地减小在地震作用下相邻结构的地震响应。     

极罕遇地震作用下铅芯橡胶隔震支座基础隔震结构抗震性能研究

基础隔震结构在设计地震和罕遇地震作用下具有良好的抗震性能。随着GB 18036—2015《中国地震动参数区划图》引入了极罕遇地震作用，有必要探讨基础隔震结构在极罕遇地震作用下的抗震性能。以两自由度体系(简化模型)和多自由度体系(纤维模型)的铅芯橡胶隔震支座(LRB)基础隔震结构为研究对象，基于弹塑性时程分析的统计结果，分析并比较了设计、罕遇和极罕遇地震作用下上部结构屈服承载力(即降低上部结构抗震设防烈度)和LRB隔震支座力学性能参数对整个LRB基础隔震结构抗震性能的影响。分析结果表明：极罕遇地震作用下，采用降低抗震设防烈度的方式对隔震后的上部结构进行结构设计并不可取；为了保证在极罕遇地震作用下LRB基础隔震结构的上部结构和LRB隔震支座不发生破坏，应尽可能使用大直径和低橡胶剪切模量的LRB隔震支座；如何保证LRB基础隔震结构在设计地震和罕遇地震作用下的性能要求以及在极罕遇地震作用下的安全性能是一个具有挑战性的问题。