三次样条函数在桥梁移动荷载识别中的应用

基于欧拉梁模型，介绍了移动荷载识别的一般原理，提出采用三次样条曲线拟合来识别桥梁移动荷载的方法，用三次样条函数逼近桥梁挠度，对逼近函数微分求得桥梁挠曲速度和加速度，并根据模态叠加原理将挠度、速度、加速度转换为模态响应，由模态坐标方程和最小二乘法识别桥上移动荷载。通过计算机仿真，利用算例测试识别误差，获得的结果较理想。     

基于BP神经网络的桥上移动荷载分阶段识别方法

移动荷载识别可作为桥梁损伤机理研究的基础,同时为交通规划提供可靠的车载信息。提出了一种基于BP神经网络的桥上移动荷载的分阶段识别新方法。建立了桥梁有限元模型和2自由度5参数车辆模型,模拟生成了神经网络训练样本。采用分阶段识别技术,分步识别了桥上车辆的位置、速度和荷载。在神经网络设计中,利用正交设计法选择训练样本集,采用正则化方法对误差性能函数进行修正,并采用遗传算法对初始权进行了优化。数值仿真了一简支梁桥的移动车辆荷载识别,并通过模型试验进行了验证。结果表明:所提出的方法能够在线、实时地识别桥上移动车辆荷载,识别精度高、收敛速度快,且具有较强的鲁棒性和抗噪能力。     

基于小波有限元法的连续梁移动荷载识别

将待识别车载简化为移动荷载投影到小波空间;车载所作用的连续梁模型以小波尺度函数为插值函数,以小波有限元法为建模方法,并通过单元转换矩阵实现了小波空间向物理空间的变换;采用部分加速度信号作为测得动响应数据,据此积分求出速度与位移响应并用于识别移动荷载。识别方法则借助了动态规划法与正则化法,避免了时程分析中的振荡现象。仿真算例验证了小波有限元用于连续梁模型移动荷载识别的可行性,且单元数较少;识别过程中所用一阶Tikhonov正则化法具有平滑去噪能力。     

基于小波相关性的简支梁桥损伤评估方法

以移动荷载作用下桥梁位移响应的小波相关性构造目标函数,减少待识别参数,提出了一种基于有限元模型修正理论的简支梁桥损伤分步评估方法,并采用该方法对一简支钢梁数值模型的损伤进行识别。识别结果表明:所提方法仅需布置一个位移测点即可对不同位置和程度的损伤进行定量识别,迭代效率高;移动荷载速度、大小和测点位置对损伤的定量识别效果影响较小,且具有较强的抗噪能力。在实际桥梁测试中,采用桥梁损伤边界逼近识别方法可以实现对损伤位置的逐步逼近和损伤程度的精细化识别。     

基于区间B样条小波有限元的移动荷载识别

小波有限元以区间B样条小波尺度函数为插值函数构造小波有限元单元,并通过单元转换矩阵建立小波空间与物理空间各参数之间的关系.采用动态规划法与Tikhonov正则化法识别移动荷载,避免了直接处理反问题时的振荡与数值计算病态解等问题.算例采用所测得的部分离散点的动态响应数据为已知信息,验证了小波有限元的优越性及小波的多尺度特...     

基于形函数方法快速识别结构动态荷载的试验验证

在动态荷载识别中常常由于矩阵的病态性影响识别的精度,利用有限元理论中的形函数逼近荷载曲线,将识别离散的荷载历程转化为计算有限的形函数权重,从而显著改善反卷积法识别荷载中存在的采样时间长或采样频率高时数值求解困难的问题;并能改善反问题的病态性,提高对噪音的鲁棒性。一个连续梁的数值算例比较验证了该方法在5%的高斯噪声影响下能精确地识别未知荷载。悬臂梁试验中,通过实测的结构动态响应,在移动时间窗内利用荷载形函数方法可以实现激励的在线识别。     

桥梁应变与挠度动力放大系数的大小关系研究

比较了简支梁桥和连续梁桥的应变和挠度动力放大系数的大小关系。首先对作用有移动常量力的简支梁和连续梁进行理论推导,分别得到了应变和挠度动力放大系数并进行了比较。为考虑动力车辆荷载影响,采用移动弹簧质量作为车辆模型建立了车桥耦合振动模型进行数值模拟。理论推导和数值模拟的结果均表明:应变动力放大系数基本小于挠度动力放大系数;两者比值受很多因素影响,其中计算桥梁响应所用的桥梁模态阶数对比值的影响较大。     

改进的正则化模型修正方法在结构损伤识别中的应用

基于灵敏度分析的有限元模型修正方法与Tikhonov 正则化方法相结合,可以有效抑制实测模态参数中噪声的影响,正确识别结构损伤,但也存在着识别结果过度光滑的缺陷。通过在Tikhonov 罚函数项中引入光滑函数,改善Tikhonov 正则化方法对非光滑解的描述能力,在保持识别算法鲁棒性的同时,提高模型修正方法对于结构损伤的识别精度。以简支梁模型为例的损伤识别数值模拟表明,该文方法不仅能扩大正则化参数的可选择范围,还能显著降低噪声对识别结果的干扰,提高单元损伤程度的识别精度。     

基于截断GSVD方法的桥梁移动荷载识别

针对移动荷载识别系统矩阵的病态问题,通过引入正则化矩阵,提出采用截断广义奇异值分解法(TGSVD)识别桥梁移动荷载,并与时域法(TDM)识别结果比较。两轴移动荷载识别结果表明,TGSVD具有识别精度高、抗噪能力强、识别结果受响应类型及响应组合影响小等优点。对将TGSVD应用于现场移动荷载有重要意义。     

一种基于新的正则化技术的冲击载荷识别法

针对冲击载荷和响应的卷积积分关系,将卷积积分离散化,从而把冲击载荷识别问题转为对简单代数方程的求解。由于冲击载荷识别问题往往是不适定的,为了获得稳定解,常采用Tikhonov正则化技术来处理,可识别出的载荷的精度不是很高,提出采用一种新的正则化技术对该问题进行了处理。数值结果表明,该方法相对于传统Tikhonov正则化方法具有更强的抗噪性和鲁棒性,为载荷识别的高精度提供参考。     

高速铁路中桥梁跨径布置与共振关系的探讨

高速列车通过桥梁时将会产生列车与桥梁相互耦合的振动。多跨简支梁形式的桥梁在高速铁路线中占相当大的比重。本文应用车桥耦合振动理论，通过大量的计算机仿真计算，讨论和分析了跨径布置和共振的相互关系。     

铁路简支梁桥竖向共振影响因素的分析

采用车-桥系统模型,对影响铁路简支梁桥竖向共振的各种因素进行了分析。分析结果表明:列车静轴重荷载是引起简支梁桥竖向共振现象的主要原因,而其它因素(如桥梁本身的跨度、刚度及阻尼,车辆的长度、轮对的质量、悬挂弹簧的刚度和阻尼等)对桥梁竖向共振的发生和发展也有着重要的影响。     

铁路桥梁与高速列车的动力试验研究

在我国秦沈客运专线狗河大桥进行了高速列车作用下的动力试验。试验桥梁由跨度24m的多跨预应力混凝土简支箱梁构成,试验荷载为我国自行制造的中华之星和先锋号列车,其最高试验速度分别达到321.5km/h和290km/h。通过现场试验和实验结果分析,得到了桥梁的频率、阻尼等自振特性,梁的动挠度和横向位移、梁体振动加速度、墩顶横向位移等动力响应,以及车辆的脱轨系数、轮重减载率、轮轨力、车体振动加速度等动力特性。试验结果表明客运专线24m预应力混凝土箱梁在高速列车作用下的各项动力学指标良好,中华之星和先锋号高速列车具有良好的行车安全性和平稳性。     

根据响应识别桥上列车荷载的模糊模式识别方法

为准确快速的获知通过桥梁的列车荷载大小，将模糊模式识别的方法引入桥梁列车荷载识别问题，将列车荷载识别过程转变为与列车荷载响应标准模式库的模式匹配过程。采用数值分析方法，分别基于桥梁位移、速度和加速度响应对鄱阳湖连续钢桁桥列车荷载进行识别，结果表明利用加速度响应获得的识别结果精度要明显好于采用位移和速度响应获得的识别精度，同时通过对在噪声干扰下列车荷载识别结果的分析，验证了本文所述方法对桥上移动列车荷载进行识别的可行性和准确性。     

基于影响线的桥梁移动荷载识别

以桥梁不同截面动应变响应为对象,进行移动荷载识别研究。通过寻找应变曲线峰值点识别车辆行驶速度、轴数、轴距,并采用影响线拟合动应变响应的思路识别车辆各轴轴重。结合车-桥耦合振动模拟计算,对桥梁移动荷载识别问题进行数值仿真分析。     

300km/h高速铁路PC槽型梁动力试验研究

介绍北方交通大学与比利时鲁汶大学、布鲁塞尔自由大学、比利时铁路公司合作,在巴黎至布鲁塞尔之间高速铁路线上的Antoing大桥进行的二次高速铁路桥梁动力试验。试验桥梁由跨度50m的多跨预应力混凝土简支槽型梁构成,试验中列车速度达265-310km/h。通过现场试验和实验结果分析,得到了桥梁的频率、振型、阻尼等自振特性,以及桥梁在高速列车作用下的动挠度、梁和桥墩的横向和竖向加速度、橡胶支座的相对位移、梁体的动应变等动力响应特性。试验经验和测试结果对于充实高速铁路桥梁动力分析理论、改进数值分析模型、验证计算结果、提高高速铁路桥梁的动力设计水平、保证行车安全,具有重要的意义。     

子模型法在超大跨悬索桥钢箱梁应力分析中的应用

以国内第一大跨桥梁——润扬长江公路大桥南汊悬索桥为背景,在对大桥整体结构进行非线性有限元分析的基础上,运用子模型法计算了该桥扁平钢箱梁各关键部位的应力。与实测数据的对比表明:子模型法计算结果准确可靠,能够较真实的反映大桥钢箱梁在各种工况下的受力状态,是分析超大跨悬索桥钢箱梁应力水平及其分布的有效方法。最后分析了该桥钢箱梁的受力特点,为同类流线形扁平钢箱梁的应力分析和设计提供参考依据。     

火灾环境下钢-混凝土组合梁力学性能试验研究

该文为研究组合梁桥在火灾环境下的基本力学性能与特征,制作具有代表性的3根缩尺梁模型:简支T形梁、简支箱形梁及连续箱形梁,利用火灾试验炉进行局部三面受火试验,并给出详细的试验方法。在试验过程中,分别观察组合梁常温下及火灾高温后的结构行为,量测火灾高温下组合梁的温度场,分析了结构的变形特点。通过对试验数据的深入分析与研究,可以发现火灾下钢-混凝土组合梁中钢梁为主要升温构件,且升温速度快,温度分布不均匀;混凝土顶板具有一定的吸热作用,但不应忽略其对钢梁升温及温度分布的影响;从实测变形看,钢-混凝土组合连续梁体系的抗火性能要优于简支梁体系。研究成果可以为组合梁桥防火灾设计与分析提供试验依据与理论参考。