斜拉索倾角对振动法测索力的精度影响

现有的基于振动的索力测试方法在推导过程中,多以水平索为模型,未考虑斜拉索倾角对索力识别精度的影响。为了分析倾角对振动法测索力的精度影响,以两端固支索为例,采用有限差分法求解索的模态参数,并由迭代法识别索力,研究倾角对索的模态参数和索力识别精度的影响。结果表明,采用第1阶频率识别小垂度索的索力,与采用第1阶或第2阶频率识别大垂度索的索力时,不考虑倾角的影响,索力识别的误差很大。     

大跨度斜拉桥的建模与模态分析

本文以福州青洲闽江大跨度斜拉桥为背景,建立了该桥的三维有限元模型,并对其进行了动力分析,同时考虑各结构参数(包括桥面板刚度,索的初拉力,恒载,结构大变形,边界条件等)对斜拉桥自振特性的影响.有限元模型计算结果与现场环境振动试验结果进行了比较,二者吻合良好,说明该空间有限元模型基本能够反应实桥的动力特性,可以作为该桥的"基准"(baseline)有限元模型,用于该桥使用阶段的长期监测和健康状态评估.     

钢管混凝土拱桥吊装施工拱肋控制点预抬高值计算

对钢管混凝土拱桥吊装施工拱肋控制点的预抬高值分两部分进行考虑:一部分由刚体位移引起,一部分为拱肋弹性变形产生,两部分之和为实际的预抬高值。计算结果与有限元结果进行了比较,结果表明拱肋弹性变形可以达到刚体位移的量级,随着钢管混凝土拱桥跨度的增加,仍将拱肋简单的假定为刚体会带来不可接受的误差。     

由基频计算拉索拉力的实用公式

振动法测索力广泛应用于索结构的施工控制、状态评估和健康监测,其基本原理是基于弦振动理论。弦理论忽略了索的垂度和抗弯刚度的非线性影响,在实际应用中有时会带来不可接受的误差。采用能量法和曲线拟合方法,建立了分别考虑索垂度和抗弯刚度影响,由基频计算索力的实用公式。对公式的适用范围进行了讨论,并与现有解的结果进行了比较,表明本文公式可满足精度要求。     

基于车辆静置的桥梁模态参数识别方法

针对传统工作模态参数识别中存在的振型难以质量归一化和传感器数量多，“移动车辆扫描法”存在对路面不平顺过于敏感和振型难以质量归一化等问题，提出一种采用少量传感器且对路面不平顺不敏感的桥梁模态参数(频率和质量归一化振型)识别方法。该方法将车辆停靠于选定位置，形成静置车辆-桥梁系统，测试系统频率；测完后移动车辆至下一位置，重新停靠后测试频率，以此类推，“随停随测，即测即走”,通过系列系统频率识别模态参数，因此称之为基于车辆静置的模态参数识别。首先，采用数值算例展示静置车辆-桥梁系统频率随着车辆静置位置的变化而变化的现象；其次，通过理论推导揭示静置车辆-桥梁系统频率演化与桥梁模态参数之间的物理关系；然后，提出通过测试系列静置车辆-桥梁系统频率来识别桥梁模态参数的流程并予以验证；最后，系统讨论车/桥质量比和车辆刚度等因素的影响。结果表明：提出的方法化振型识别为频率识别，只需少量加速度传感器，便能快速识别桥梁质量归一化振型。     

桥墩地震易损性对地震波反应谱概率分布的敏感度EI北大核心CSCD

在基于性能的地震工程学理论(Performance-Based Earthquake Engineering,PBEE)中,正确选择输入地震波进行结构动力分析对计算结果的精确性具有显著影响。因此,合理选择一座钢筋混凝土单墩模型以及两组实际地震波,通过增量动力分析方法,获得桥墩结构地震易损性对于反应谱概率分布特性特别是离散度的敏感性,分析结果显示:地震波反应谱的离散度及其概率分布对于桥墩结构的地震需求预计、工程需求参数危险性曲线、地震易损性曲线等概率统计分析结果影响显著,具有密切相关性;但桥墩抗震能力的离散度同样对地震易损性曲线具有较大影响,甚至会削弱地震波反应谱离散度的影响。因此,对于以全概率理论为基础的PBEE,应尽量选择实际地震波进行结构动力分析,并尽可能使所选地震波的反应谱概率分布符合实际的地震环境,才能显著提高计算结果的精确性和计算效率。     

基于静动载测试的既有混凝土拱桥有限元模型修正

在有限元模型修正中,目标函数选择的合适与否决定了修正效果的好坏。文中分别选取桥梁试验检测中静力测试中的位移和动力测试中的频率残差作为目标函数,进行多目标优化。并对两个目标进行最优规划,获得了多目标规划的最优解。通过联合静动力测试数据对有限元模型修正,弥补了单选取动测数据的不足,使修正后参数更加合理。通过修正,有限元模型更加符合现实桥梁状况,各参数变化均在限制范围之内,取得了较好结果。     

基于解析模态分解的时变与弱非线性结构密集模态参数识别

对于时变与非线性的结构系统,由于结构模态响应信号的瞬时频率并不等同于结构本身的瞬时频率,因此推导了单自由度与多自由度体系在自由振动和受迫振动下模态响应信号的瞬时频率与结构本身瞬时频率的关系,理论结果表明,对于时变的线性结构和弱非线性结构,模态响应的瞬时频率缓慢变化的部分与结构系统的瞬时频率近似相等。通过对一杜芬系统的数值模拟和对一调整索力变化而使其频率变化的斜拉索自由振动实验,验证了理论结果的正确性。对于具有密集模态的时变与非线性的多自由度体系,提出了把解析模式分解方法扩展到时变与非线性结构的模态分解。该方法通过小波变换选取二分时变截止频率,对结构的时变模态响应进行分离,从而实现多自由度结构时变参数识别。最后,对一具有密集模态的两层框架时变系统受白噪声激励和地震激励进行数值模拟,结果表明,提出的方法能有效的分解时变系统的密集模态响应并能较好的识别出结构系统的瞬时频率。     

基于小波变换的时变及典型非线性振动系统识别

用Morlet小波变换方法对时变振动系统和典型非线性振动系统进行参数识别。首先,通过Morlet小波变换提取振动响应的小波脊线,从而获得瞬时频率和瞬时幅值,然后,通过最小二乘曲线拟合即可估计系统的非线性阻尼和刚度系数。分别以时变阻尼自由振动系统、达芬有阻尼非线性简谐振动系统和范德波尔非线性自由振动系统为例子来说明小波变换方法对识别时变振动系统和非线性振动系统的有效性。     

基于同步挤压和时间窗的时变结构损伤识别

在连续小波变换的基础上,运用同步挤压和时间窗思想,提出了新的时变结构损伤识别指标。通过简支梁刚度突变、刚度线性变化和简支梁多点时变损伤三个数值算例对提出的损伤指标进行了验证,结果表明:该指标能够有效地识别结构的时变损伤,且时间窗的选取基本上不影响时变损伤指标的取值。