一种免标靶桥梁挠度仪校准方法

采用自行研制的桥梁挠度仪自动校准装置对一种新型免标靶视频桥梁挠度仪竖向、横向挠度误差进行校准,并对校准结果进行分析,为桥梁挠度仪计量校准提供参考,具有很强的现实指导意义。     

基于递推回归方法的混凝土桥梁施工挠度监测方法

由于传统的混凝土桥梁施工挠度监测方法存在监测误差大、监测精准度低的问题,该文提出基于递推回归方法的混凝土桥梁施工挠度监测方法。首先采用抗干扰传感装置采集桥梁施工挠度数据,其次,在计算施工数据误差的基础上,对采集的无量数据进行序列化处理,最后根据数据处理结果,利用递推回归方法对混凝土桥梁施工因变量修正,以修正结果为基础,动态监测混凝土桥梁施工挠度。试验结果表明,所提方法的混凝土桥梁施工挠度监测误差更小,精准度更高,极具推广价值。     

圆板在冲击载荷下的大挠度塑性动力响应

本文将配点法与子域法相结合，求解了弹性基础上简支圆板的大挠度塑性动力中响应问题。给出板的弯矩，挠度，速度及停止运动时间表达式，了弹性基础模量对停止运动时间和板的残余挠度的影响。     

基于有限测量信息的两步响应重构方法EI北大核心CSCD

提出了分两步进行结构响应重构的方法,可实现利用正常测量的响应对因传感器损坏而丢失或其余所需的响应进行重构。首先,建立各处正常工作的传感器的测量响应与需要重构响应的关系,计算出含噪声的各类响应;然后,使用粒子滤波算法降低测量过程中有色噪声对于重构精度的影响,并且在粒子滤波算法中引入萤火虫算法代替重采样过程,改善粒子贫化现象。经对一个二维桁架进行数值模拟,结果显示该方法与直接使用测量响应进行响应重构的方法相比有更高的精度。     

基于响应的梁损伤识别

采用扭转弹簧模拟悬臂梁的损伤，导出了损伤梁位移模态和转角模态的近似公式，获得了损伤梁在单点激励下，零初始条件的位移和转角响应。发现损伤梁的转角响应在损伤处发生阶跃变化，而损伤梁的转角响应对位置的一阶偏导数在损伤处有脉冲两数型突变的特点，从而提出了基于损伤梁转角响应的损伤判据函数。通过对损伤梁和损伤桁架结构的数值模拟，表明提出的判据函数不仅可以利用简谐激励下的响应识别梁的损伤，电可以利用冲击激励下的响应识别桁架的损伤。实验结果表明利用所提出的判据函数，可以同时判别损伤的位置和损伤的程度。     

基于网络摄像机的桥梁挠度非接触识别

针对传统的桥梁挠度识别系统可达性差、效率低、不能全天候实时监测,建立了一种基于网络摄像机的桥梁挠度非接触识别系统。系统采用LED光源作为标志物,以网络摄像机作为采集设备,通过无线传输图像信息,利用计算机搭载基于HSV的快速模板匹配和基于颜色追踪(cvCamShift)的几何匹配算法获取目标的挠度时程信息,进而实现对桥梁挠度的非接触识别。通过在人行桥模型上进行四种工况的振动试验以及现场实桥测试,以此验证系统的可行性。研究结果表明:在模型试验中,系统识别得到的时域和频域信息与激光位移传感器对比的误差都小于0.6%,在雾气干扰下识别的误差仍可小于0.7%;实桥测试下,系统的识别结果与桥梁挠度仪对比的误差小于1.9%。由此表明系统鲁棒性强且经济性好,具备广泛的应用前景。     

子结构传感器位置优化和响应重构

提出了一种子结构传感器位置优化和未测点结构响应重构的方法。按照结构体系,将整体结构划分为多个子结构,减少研究对象的自由度数目,然后对每个子结构单独进行传感器位置优化和响应重构。由于每个子结构的自由度数目都远小于整体结构,该方法有利于提高传感器位置优化和响应重构的效率。以最小化重构误差为目标方程,确定子结构传感器的位置和数目,并利用优化位置上的测量信息重构未测点的响应。数值算例和试验分析结果显示,利用有限测点测量信息重构的结构响应,在时域和频域里均能与计算或测量响应吻合良好。该方法不需要分割隔离各子结构和考虑复杂的边界条件,有利于该方法在大型土木工程结构中的使用。     

基于力平衡传感器测试高速铁路桥梁动挠度

针对动转角积分法间接地测试高速铁路桥梁动挠度需要高准确度的传感器测得梁体的横向动转角,提出一种基于高精度的力平衡传感器间接测试高速铁路桥梁动挠度的方法,该文选择合适的小波提升分解方法,从高精度力平衡传感器的输出信号中提取出有用的超低频转角信号,实现基于高精度力平衡传感器间接测试大跨度铁路桥梁动挠度。实测对比试验表明:此方法测试高速铁路桥梁的动挠度的精度可达毫米级。相比其他方法,该方法不需要静态参考点,可以测试任何条件下的桥梁动挠度。     

大跨径混凝土梁桥的长期挠度实测分析

以2座悬臂施工的预应力混凝土连续梁桥(跨径组合:75m+125m+75m;65m+100m+65m)为背景,对其成桥十年以来的长期挠度和裂缝的发展特点进行了研究。首先对其成桥后历年的实测挠度进行了阐述,发现桥梁跨中下挠的发展趋势呈现出"快速—缓和—加速"的特征。对裂缝的发展特点进行了分析,发现顶板及底板纵向裂缝普遍存在且分布密集,支点附近腹板斜裂缝相对出现较早。然后对桥梁各种主要类型的裂缝进行了分级和量化,并对挠度和裂缝进行了相关性分析。发现部分裂缝出现后,即使相对较为稳定,桥梁挠度也会继续增大。最后对持续下挠的原因进行了讨论,并给出了若干计算建议。     

基于测点优化与模态扩展的机械结构振动响应全场重构EI北大核心CSCD

提出一种基于测点优化与模态扩展的机械结构振动响应全场重构方法。使用D优化设计方法确定最优测点布置方案,根据模态扩展方法构造加速度响应扩展矩阵,从而实现由优化布置的有限测点的加速度响应重构机械结构全场加速度响应,并使用有限元分析软件读取重构的加速度响应,实现机械结构响应全场可视化。开展板结构数值仿真分析和振动响应重构试验,验证了当结构处于多模态共振或非共振状态下机械结构振动响应全场重构方法的有效性和鲁棒性。进一步,通过分析各阶加速度模态贡献量,精准选择主要振动模态分析机械结构的振动响应,实现了基于更少测点的振动响应全场重构。     

光电挠度测量系统单点失真数据滤波方法

针对在大型桥梁结构状态监测系统工程实践中,光电挠度测量系统采集的数据中存在的较多单点失真数据无法使用传统的信号处理与数据分析方法过滤的问题,本文在连通管式光电挠度测量系统原理基础上,深入分析了系统中单点失真数据的特点,对单点失真数据进行形式化描述和说明,从而提出了一种基于数据速率变化来过滤单点失真数据的滤波方法.该方法根据桥梁结构变化缓慢的特点,将传感器系统引起的失真数据和桥梁结构自身的失效数据区分开来,并取得较好的工程实践应用效果.     

基于点云数据的曲面重构方法研究

点云数据的曲面重构是逆向工程的关键技术。本文在分析现有重构方法局限性的基础上,提出了一种以边界为中心的新方法。这种方法重构出的曲面间具有的内置连续性。     

基于附加质量块的桥梁模态挠度预测方法研究EI北大核心CSCD

以16 m跨径空心板单梁为研究对象,研究基于附加质量块的质量归一化方法和模态柔度法测试预测桥梁模态挠度的准确性和工程可行性。基于环境激励测试16 m单梁在施加质量块前后的模态参数,提出包含相对频率改变平方项的振型质量归一化计算方法,预测单梁在多级竖向静力荷载作用下的模态挠度,将模态挠度与实测静挠度进行比较,研究8种附加质量工况下单梁模态挠度的测试预测精度,分析附加质量占比以及质量块的数量对预测精度的影响,分析传感器数量对模态挠度预测精度的影响。结果表明,在环境激励下,5个传感器与8个传感器模态挠度预测精度基本一致,满足工程精度要求;基于附加质量块预测的模态挠度可代替实测弹性静挠度,进而评估桥梁的实际刚度状态;附加质量块质量占梁体总质量约10%时,模态挠度的预测相对误差小于8%,预测精度较高。在实际工程应用中,可适用于其他跨径桥梁;在附加质量块占比相同的情况下,多个小质量快的模态挠度预测精度优于大质量块;仅利用单梁前两阶竖向模态即可获得较精确的模态挠度。     

基于模态综合法和模态叠加法的密集模态结构响应重构

提出一种基于模态综合法和模态叠加法的密集模态结构响应重构方法,通过两次坐标变换将全结构缩聚为自由度更少的超单元模型,将超单元模型的模态分为密集模态和剩余模态。通过经验模态分解法分离出已知响应中单阶的剩余模态响应,进而重构出待测位置的剩余模态响应,待测位置的密集模态响应可由模态振型和剩余模态计算得到,通过模态叠加法实现在密集模态下的时域响应重构。进行了数值模拟研究,将待测位置响应的理论值与重构值进行比较以验证该方法的精度和效率,此外还详细研究了主模态数量、子结构划分方式、测量噪声和阻尼对重构结果的影响。结果表明：该文方法通过模型缩聚大大减少了重构的数据量,并且改善了传统EMD方法不能分离频率间隔较小的模态而无法实现响应重构这一不足,无论密集模态存在与否都可适用于结构的应力、应变、位移、加速度等多种动力响应的重构。     

基于应变模态响应重构的损伤识别方法EI北大核心CSCD

土木结构的损伤识别技术对提升结构可靠性与安全性具有重要意义,也是土木结构健康监测研究中的热点问题。现有的损伤识别方法往往需要识别模态参数,或者需要准确获取结构外部载荷信息,极大限制了相关方法在实际工程中的应用。为克服现有方法的局限性,该文将结构动态响应重构方法引入到损伤识别中,提出了基于应变模态响应重构的损伤识别方法。构建结构健康状态的有限元模型,以损伤结构测量的信号输入,通过基于经验模态分解的应变重构方法,可以获取使用无损伤模型的结构全局模态响应。以传感器采集的模态响应和重构模态响应的差异作为有限元模型修正的依据,通过应变模态比值构建的传递率的灵敏度矩阵进行迭代运算,求得损伤位置及损伤程度。该方法无需获取结构的外部激励信息,通过高效的时域应变重构,能够在少量测量信号下实现对结构损伤的精确识别。为验证该方法的准确性和高效性,开展了连续梁单一损伤和多损伤识别研究,探讨了测量噪声和模态阶次选取对识别结果的影响,结果表明,该方法能够准确、高效识别不同程度的损伤,对测量噪声具有较强的鲁棒性。     

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...     

基于简谐激励下响应的梁损伤识别

采用扭转弹簧模拟悬臂梁的损伤,导出了损伤悬臂梁位移模态、转角模态的近似公式,获得了损伤悬臂梁在单点简谐激励下,零初始条件时的位移响应和转角响应.发现损伤悬臂梁的转角响应在损伤处发生阶跃变化,损伤悬臂梁的转角响应对位置的一阶偏导数在损伤处发生脉冲函数型突变的特点,从而提出了基于损伤梁转角响应的损伤判据函数.数值仿真算例表明,所提出的判据函数可以判别损伤的位置和损伤的程度.