环境条件影响下悬索桥模态频率变异性的定量评价

本文基于长期监测数据,研究了由环境温度、风、交通荷载和识别算法所引起的悬索桥模态频率识别的变异性。首先,采用多样本平均方法建立了温度-频率的季节相关性,减小了频率由识别算法导致的随机误差。其次,将模态频率归一化至某一参考温度以消除温度对频率的影响。通过分析小风速状态下温度归一化频率和加速度响应均方根的相关性,对交通荷载引起的频率变异性进行了定量评价,在此基础上采用交通荷载-频率相关性模型消除了交通荷载对频率的影响,最后定量评价了风速对模态频率的影响。分析结果表明：本文提出的方法可以给出大跨桥梁结构模态频率识别的变异性的量化评价,但目前模态频率的识别方法仍需进一步改进。     

影响斜拉桥模态参数变化的环境因素分析

在环境因素（如温度、交通荷载、风和雨等）的影响下,桥梁结构的动力特性会发生改变。本文对东海大桥主航道斜拉桥1年的结构状态监测的数据进行了处理,得到了结构模态参数和环境变量的统计结果。基于相干性分析和相关性分析,揭示了影响结构动力特性变化的主要环境因素。研究结果表明在一年的分析周期内环境温度和结构振动水平是影响桥梁模态频率变化的主要因素,而风速只有达到一定的幅值以后才会对结构的模态参数产生较为显著的影响。研究还表明这三个因素在不同的时间尺度上影响结构的动力特性：温度主要体现在年时间尺度上,表征结构振动响应强度的加速度RMS更多的体现在一周的时间尺度上,而风速影响则体现在短暂的强风期间。本文最后讨论了环境因素影响结构模态参数的机理。     

温度变化对悬索非线性内共振响应特性影响

悬索是一类典型的同时包含平方和立方非线性的柔性结构,其模态间极易发生各种形式的内共振。以悬索同时发生主共振和2∶1内共振为例,探究温度变化对悬索非线性内共振响应特性的影响。通过引入张力改变系数,建立了均匀温度场中悬索面内非线性运动微分方程;利用Galerkin法和多尺度法分别得到激励作用在高阶和低阶模态时,系统极坐标和直角坐标形式的平均方程;通过绘制共振响应时的激励响应幅值曲线、幅频响应曲线、动态解、时程曲线、相位图、频率谱以及庞加莱截面,定性和定量地描述了温度变化影响下的内共振响应特性。数值算例表明:频率会明显改变悬索模态频率,影响系统内共振响应,温度上升时,内共振更容易发生在Irvine参数较小的悬索;无论激励直接作用在高阶还是低阶模态,共振响应幅值随温度上升而增加,反之则减小;直接激发的模态响应幅值与因内共振激发的响应幅值受温度变化影响的敏感程度存在明显区别;温度变化对动态分岔(霍普和倍周期分岔)影响要比对静态分岔(鞍结点和叉形分岔)明显得多;动态分岔随着温度上升,向更小激励幅值和频率方向移动;系统的动态解和周期运动与温度变化密切相关,受温度影响,系统可能呈现出截然不同的周期运动。此外对比理论分析解和直接数值积分解,结果表明两者吻合较好。     

非结构因素对钢-朱前坤玻璃组合人行结构模态参数的影响

基于模型现场试验测试,研究了环境温度与运营环境状态（附加质量、行人步行频率）等非结构因素对钢?玻璃组合人行结构模态参数的影响;建立了温度与结构模态参数之间的数学模型,分析了附加质量与行人步行频率对结构模态参数的影响规律。结果表明：一天内温度变化引起的结构模态频率变化可达2.17%,阻尼比变化达87.1%,同时给出了前3 阶竖向模态频率关于温度变化的一次线性拟合表达式;附加质量作用下由结构端部到跨中,结构模态频率逐渐减小,阻尼比逐渐增加,且随着附加质量的增加模态频率降低,阻尼比显著增大;由大量试验数据统计规律可知行人作用下步频对结构模态频率影响较小,结构频率略有减小,模态阻尼比显著增加。因此分析非结构因素对结构模态参数的影响对结构健康检测和损伤识别具有重要意义。     

基于解析模态分解法的桥梁动态应变监测数据温度影响的分离

对于大跨度桥梁结构,温度荷载会对结构应变产生显著影响。为得到桥梁在动荷载下的真实应变,对其运营状况做出正确评估,有必要将温度变化对应变的影响从结构应变中剔除。对比分析了悬索桥钢桁架跨中上弦杆的温度应变片和工作应变片数据的功率谱密度,得到应变片输出信号在各频段的能量分布特征,确定了工作应变片数据中温度应变信息和动荷载应变信息的分界频率;采用解析模态分解法,根据分界频率将工作片原始应变时程分离为慢变成分和快变成分两部分。结果表明,由温度变化产生的应变时程波动（慢变成分）得到有效分离,该方法不仅能去除温度变化引起的应变片自身的应变,同时温度应力引起的应变亦得到有效剔除;通过雨流计数法对提取出的快变成分进行检验分析。结果表明,快变成分较好地保留了桥梁动荷载产生的应变信息,具有较高的工程利用价值。     

基于计算机视觉人行桥挠度影响线非接触式识别

该文将便携式相机与无线传感器结合,开发了一种人致挠度影响线非接触式识别系统,避免了传统识别方法需要长时间阻断交通、耗费大量人力物力等不足,可用于运营状态下的桥梁影响线识别。通过便携式相机获取桥上行人行为,引入遮挡模型改进YOLO算法识别桥上行人,跟踪目标行人坐标变化得到行人位置信息,结合无线传感器得到的行人荷载作为结构输入数据。通过视觉识别技术跟踪结构行为获得人行荷载作用下的位移响应作为结构输出数据。根据结构输入输出数据反算人行荷载作用下桥梁挠度影响线。对初始影响线进行高阶滤波处理,消除环境和其他因素干扰,然后利用多项式分段拟合实测桥梁影响线进而得到具有准静态特性的挠度影响线,可为结构工程师准确高效地提供桥梁损伤检测依据。     

圆柱壳中结构振动波的传播特性

计算了圆柱壳中低阶和高阶周向模态结构振动波的频散结果，得到了相应的频散曲线。着重分析了近场波和衰减驻波的性质及其随频率变化的规律，结果表明：纵向伸缩近场波和扭转近场波都不具有通常意义上的纵向伸缩和扭转的性质，弯曲近场波则具有通常意义上弯曲性质；衰减驻波大体上是弯曲性质的驻波。文中把低阶和高阶周向模态情况下波的频散规律也作了比较。     

浅析钢筋混凝土结构裂缝的结构设计控制原理

<正>近年来大量钢筋混凝土结构裂缝的出现,并非与荷载作用有直接关系,通过大量的调查与实测研究证明这种裂缝是由于变形作用引起,包括温度变形(水泥的水化热、气温变化、环境生产热),收缩变形(塑性收     

西堠门大桥结构监测系统的设计与实现(Ⅱ):系统实现

采用"西堠门大桥结构监测系统的设计与实现(I):系统设计"中的设计方法,为西堠门大桥设计并实现桥梁结构监测系统。研究西堠门大桥结构监测系统的总体设计方案、子系统的设计方案及其软硬件的实现。分析西堠门大桥结构监测系统在运营中监测的桥梁荷载和结构响应。研究结果表明,西堠门大桥结构监测系统正常运行,实现了预期设计功能,基于工业以太网分布式数据采集与传输系统在桥梁结构监测系统中得以成功应用,可在其他工程中加以推广。     

长期水平荷载对单桩式海上风机结构自振频率的影响分析EI北大核心CSCD

海上风机结构体系长期经受波浪、风等水平循环荷载的作用,从而引起地基刚度变化,海上风机结构体系属于动力敏感型结构,预测其自振频率的长期变化具有非常重要的工程意义。基于动力运动方程,考虑了桩土相互作用,通过嵌入地基刚度衰减模型考虑长期循环荷载引起的地基刚度变化,建立了单桩式海上风机结构自振频率的简化计算方法,利用实际工程和数值模拟验证了方法的可行性。最后通过开展参数分析,探讨长期循环荷载大小、加载次数对海上风机结构自振频率的影响规律;结果表明,循环荷载的增大、加载次数的增加会导致海上风机结构体系自振频率较小,风机结构体系的自振频率应偏移1P;该方法可以评估长期循环荷载下单桩式海上风机结构自振频率的变化,为近海风机结构自振频率的设计提供参考。     

某钢桥的振动测试与分析

本文在测试某钢桥的低阶固有频率的基础上,分析了钢桥在坦克履带荷载、车辆牵引的火炮轮式荷载作用下的结构响应。提出上述两种荷载通过该桥的适宜速度,以免钢桥发生共振而引起结构损坏。     

基于克隆选择和粒子群混合算法的导墙结构损伤识别

导墙结构长期受到水流和风等交变荷载作用,容易产生结构损伤。由于环境激励输入的未知性以及测试条件和精度的限制,使得环境激励下大型水工结构的损伤诊断遇到了很大困难。基于此,提出一种利用实数编码克隆选择和粒子群混合算法优化模态频率指标的导墙结构损伤诊断方法。该方法仅需可测性强的低阶模态频率,非常适合于环境激励条件下的大型水工结构的无损动态损伤检测。将该诊断方法应用于某导墙的损伤识别中,证明该方法在算法全局寻优性能和识别准确性上均有较大优势,可尝试在各类水工结构的损伤诊断中推广应用。     

功能梯度材料剪切板热屈曲后的非线性振动

基于Reddy高阶剪切变形理论及广义Kármán型方程,对功能梯度材料剪切板热屈曲后的非线性振动进行了分析,分析中考虑了材料热物参数对温度变化的依赖性.数值算例给出两类功能梯度材料剪切板在均匀温度场作用下的热荷载一线性振动频率及热荷载-非线性振动频率比曲线,讨论了材料组分指数变化所带来的影响.     

上海长江大桥索梁锚固区疲劳试验研究

上海长江大桥索梁连接形式采用钢锚箱式锚固结构,钢锚箱式锚固结构板件数量多、构造复杂、应力集中严重,特别是在运营活载作用下的抗疲劳性能值得关注。通过有限元方法计算得到了能够代表锚固区受力情况足尺试验模型,并对疲劳试验方法进行了介绍。根据大桥交通状况与设计流量,参照国外规范和研究成果,由疲劳损伤累积理论,确定试验疲劳荷载取值,计算表明在公轨共用斜拉桥中轨道交通引起的疲劳荷载占主要部分。结合理论分析和疲劳试验结果,研究循环荷载作用下钢锚箱式索梁锚固结构的抗疲劳性能,分析表明上海长江大桥索梁锚固结构具有足够的安全储备。     

可变荷载对结构模态分析评定影响的讨论

通过试验方法获得结构的动力特性,以进一步对结构的分析模型做出评定.为了评估建筑结构中可变荷载计入体系质量矩阵后对结构自振频率的影响,本文经理论分析以及应用结构分析软件进行建模分析两种方法,分析了建筑结构体系中折算活荷载计入体系质量矩阵前后结构较低阶固有频率的变化,认为对于设计时可变荷载较大的高层及超高层建筑主体,在完工初期进行结构的动力特性测试时若先考虑可变荷载对其自振频率的影响,再对结构进行整体评价,得出的结果将更加理想.     

荷载与服役环境作用下混凝土耐久性的研究和进展

混凝土是基础设施建设不可或缺的工程材料,其耐久性是服役环境下混凝土结构寿命的重要保障。荷载作用引起混凝土材料微结构变化,荷载较大时,混凝土内的孔隙连通和微裂纹扩展影响到介质的渗透和传输。荷载和服役环境的叠加作用加速混凝土性能劣化,因此耦合作用下混凝土耐久性研究成为了国际关注的热点。综述了荷载与服役环境耦合作用下混凝土耐久性研究的探索和研究进展,总结了国内外在荷载-冻融循环、荷载-氯盐、荷载-碳化耦合作用下混凝土耐久性评价方法和表征参数等方面取得的重要突破,并介绍了荷载-冻融循环、荷载-氯盐耦合作用下混凝土寿命预测模型与方法的最新研究成果。最后,指出了现有荷载与典型服役环境作用下混凝土耐久性研究的局限性和后续的研究方向。     

考虑热效应复合材料典型壁板结构模态演变规律

以复合材料加筋板和连接板为研究对象,进行了考虑材料物性变化、热应力及热变形影响因素的跨越屈曲温度热模态分析,研究了壁板结构的模态演变规律。结果表明：热屈曲前,结构各阶频率因受材料物性变化和热应力的影响逐渐减小,而热屈曲后引起的大变形起到增加结构刚度的作用,频率转而增大。热效应会导致结构模态发生相互演变的现象,且高温阶段具有模态密集特征;加筋板的初始挠度、加筋尺寸和方式不仅改变结构热屈曲温度,也会使模态形式发生变化并呈现局部化特点;连接板结构均匀受热后产生的热变形,会"刚化"与其相似的模态,使该阶模态随着温升跃迁至高阶位置。     

多维爆破地震动作用下框架结构动态响应有限元时程分析

爆破震动的幅值、频率与持续时间是结构爆破震动响应与破坏的重要参数,爆破安全规程规定地面建筑物的爆破震动判据采用质点峰值震动速度和主震频率,但没有指明是三向速度的合速度还是单向速度,给爆破震动判据应用带来不便。文中采用有限元时程分析讨论了不同爆破震动频率速度荷载作用下结构的动态响应,指出在较高频率的爆破震动荷载作用下,框架结构对竖直向地震波响应较大,易在竖直向地震波作用下产生破坏,并可以将三维爆破震动中最大震动速度幅值作为爆破震动安全标准值;在较低频率的爆破地震荷载作用下,震动的水平荷载引起结构的破坏是主要的,应考虑水平最大荷载的爆破震动安全标准值。即结构抗震的安全标准在高频时以垂直荷载速度峰值为准;在低频时以水平荷载速度峰值为准。     

利用试验模态分析进行残余应力评估的研究

通过试验模态分析实验,对有残余应力的构件和无残余应力的构件进行了对比实验,得出了关于构件固有频率和阻尼变化规律的4点结论,即:(1)有残余应力存在时,构件固有频率发生变化;(2)高阶频率受残余应力影响比低阶频率的大;(3)在其他因数不变时,大尺寸构件的固有频率受残余应力的影响比小尺寸构件的小;(4)构件的阻尼发生变化,高阶阻尼变化量的绝对值一般比低阶阻尼的大。探讨了利用构件固有频率或阻尼的变化量来判断构件残余应力的方法。改进了振动时效的幅频特性监测法。     

浅谈水泥混凝土路面断板的原因及预防措施

水泥混凝土路面是一种刚度大、扩散荷载能力强、稳定性好的路面结构。由于路面经常受重交通荷载、环境条件等外部作用,致使水泥混凝土路面使用性能下降,引起路面的断板,影响了公路运输的效益和行车安全。本文对断板产生的原因进行分析,并提出相应的预防措施。