真空磁浮组合材料管道梁结构设计

针对现有钢结构真空管道梁造价高、运输条件受限且安装不便等问题,本文探讨了一种适用于未来长距离运输和车辆条件的组合材料管道梁结构,开展了三种常用跨度管道梁结构的试设计,分析了一联多跨方案对结构刚度和变形的影响。获得研究成果:(1)分层设计方案可充分发挥结构各自特点,降低施工和运输难度;(2)通过试设计获得了常用跨度管道梁的关键参数取值,并以某试验线为例,分析了合理跨度选取的各项因素,获得最优经济跨度;(3)一联多跨方案比选表明联长和跨数的增加可有效提高结构的横、竖向刚度,减小活载变形,对于提升结构运营性能、减少养护工作量有直接作用,但是随着联长的逐渐增加,结构的刚度提升效果将逐渐保持不变;(4)联长的增加会显著加大纵向温度变形,对轨道结构受力影响较大。研究成果可为真空磁浮高架桥梁的设计提供参考。     

DBSCAN和GRU算法在桥梁监测系统的研究

桥梁监测系统通过实时监测桥梁的各项指标来保证桥梁的安全运行,但监测数据在传输的过程中,不可避免地会产生噪声,从而对后续的数据预测产生较大干扰。通常利用聚类找出离散点来去除噪声,传统的K-means算法聚类前需要指定聚类簇数,以空间中K个点为中心进行聚类,对最靠近的对象归类,但海量的桥梁数据易受环境因素影响,因而无法预先指定数据簇。DBSCAN无需事先知道要形成的簇类的数量,可以自动确定簇个数。另外,桥梁数据是以时间戳存储的时序数据,在时序数据预测算法中,LSTM和GRU算法能够解决RNN算法的梯度爆炸问题,而GRU比LSTM参数量少,可以减少过拟合风险。基于此,文中以郑万高铁巫山大宁河双线大桥为研究对象,提出一种DBSCAN和GRU神经网络相结合的数据预测算法,以DBSCAN剔除噪声数据,并利用GRU神经网络对桥梁的压力进行深度学习,预测下一时刻的数据,然后进行异常检测。实践结果表明：所提算法可以准确地预测桥梁下一时刻的压力值,与LSTM算法相比,该算法的决定系数提高5.2%,均方根误差和平均绝对误差分别降低8.3%和11.6%;同时系统还能及时发送预警短信,为桥梁的安全提供保障。     

基于ARMAX模型和稀疏正则化的结构损伤识别方法

结构健康监测系统对于保障工程结构安全具有重要意义,而结构损伤识别方法是结构健康监测系统的关键组成部分.本文提出一种基于时间序列ARMAX模型和稀疏正则化的结构损伤识别方法.首先,建立与结构运动方程对应的ARMAX模型,并利用模型自回归系数提取结构的固有频率和振型;然后,将提取的结构模态参数作为损伤敏感特征,构建损伤识别...     

基于子结构的有限元模型修正方法

提出了一种基于子结构的有限元模型修正方法。该方法将整体结构有限元模型划分为多个子结构模型,求解独立子结构的主模态特征解和特征灵敏度;通过位移协调条件和能量方程,约束相邻独立子结构,得到整体结构的特征解和特征灵敏度;并以整体结构模态和结构试验模态的残差为目标函数,通过调整子结构单元参数,完成有限元模型修正。当结构局部参数发生变化,通过分析某一个或几个子结构即可求解整体结构特征解和特征灵敏度,而不需要分析其他未发生变化的子结构。由于子结构模型尺寸远小于整体结构,该方法能够极大地提高有限元模型修正方法的精度和效率。     

动力特征解灵敏度分析的结构关键区域判别EI北大核心CSCD

实际工程结构体量大、病害多,各局部损伤对结构整体性能影响差异大,关键区域的微小损伤将威胁整体结构安全。因此,有必要判定结构的关键区域,使结构监测、评估、管养主次分明,重点突出。提出了加权融合多阶动力特征解灵敏度的结构关键区域判别方法。基于振型质量参与系数确定了特征解数目和各阶特征解的权重系数,建立了融合多阶归一化的加权特征值和特征向量灵敏度的灵敏度指标,对灵敏度指标求二阶范数得到关键区域指标,作为关键区域判定依据。该判定方法是一种定量的判定依据。将该方法运用于一榀平面框架和一座上承式拱桥,结果表明,框架结构的关键区域为梁柱节点和支座附近的柱子区域,拱桥关键区域为拱圈的拱脚区域;另外,结构关键区域并非一成不变,局部损伤会导致原本不关键区域变成关键区域。研究的关键区域判别方法对提高健康监测和评估效率、节约人力物力有重要意义。     

高速铁路大跨度混凝土拱桥变形监测与分析

高速铁路设计时速快,变形控制要求高。由于结构的受力特点和混凝土材料的特性,混凝土拱桥在运营过程中会出现下挠变形,直接影响轨道线形和行车安全。为保障沪昆客运专线北盘江大桥的行车安全性和舒适性,通过对其建立自动化变形观测系统,分析其变形和温度数据的变化规律,结合拟合分析方法,确定温度和变形的影响系数,研究实测数据中徐变和温度效应的提取方法。结果表明:与同期人工观测数据相比,本系统的观测精度和有效性满足要求;桥面线形受温度变化影响较敏感,在低温时,不均匀沉降差值大,桥面线形相对不平顺,随着温度升高,沉降差值减小,桥面线形逐渐趋于平顺;通过建立的拟合计算徐变分析方法得到其相对徐变变形,与规范理论值相差约6%,满足工程要求。     

轨道交通地下结构安全监测与管养系统的实现

轨道交通地下结构在全寿命周期内因地质条件、列车运营、地面建筑物施工等因素会发生过大沉降、变形、裂缝、渗漏水等病害。本文针对武汉市轨道交通地下结构特点和病害类型,研发了基于B/S(Browser/Sever)的轨道交通地下结构安全监测与管养系统。该系统利用无线网络对地铁隧道结构自动进行数据采集与传输,综合监测数据,实时掌握结构受力状况,对异常情况及时预警,减少突发性事故的发生;采用基于Java的Jess专家系统,可根据结构性能及其退化趋势提供日常管养建议,实现对运营线路管理养护信息的集成、共享和智能决策,确保轨道交通地下结构在运营期的安全与稳定。     

上承式铁路拱桥健康监测系统设计

桥梁健康监测目前已广泛应用于大型桥梁的运营管理和维护中。文章以某上承式铁路拱桥为背景,研究设计了整个监测系统的监测内容和布点原则、总体系统构成和各模块功能,对桥梁的安全与预警评估模块设计进行了简要介绍。健康监测系统的设计与实施,对提升桥梁的运营安全和桥梁整体管养水平有着重要作用,可为国内同类工程参考。