基于长期监测数据的大跨桥梁结构伸缩缝损伤识别

以润扬大桥悬索桥148 d的健康监测数据为对象,通过分析伸缩缝位移和环境条件的相关性,去除了温度、交通荷载等环境条件对伸缩缝位移的影响,并建立了桥梁伸缩缝的状态监测与评估方法.分析结果表明:温度、交通荷载与伸缩缝位移具有显著的相关性,位移随着温度升高而变大,随着交通荷载的增强而减小;风速和位移的相关性十分微弱,风对伸缩缝位移的影响可以忽略不计;采用均值控制图的方法能够识别出由于结构损伤引起的伸缩缝位移1.0%的异常变化,实现了伸缩缝异常状态的有效监测与识别.

大跨悬索桥梁端位移与温度的相关性研究及其应用

对润扬大桥悬索桥160 d的梁端位移响应与钢箱梁温度实测数据进行了季节相关性研究,并应用于结构的整体状态监测。针对润扬大桥悬索桥梁端位移与温度之间明显的季节相关性,采用6次多项式模型对梁端位移-温度进行了统计建模,并采用均值控制图法对梁端位移的异常变化进行了判别分类。主梁南北端由于温度引起的梁端位移年变化幅度分别为38.8、37.4 cm,而采用均值控制图法可以识别出由于结构损伤所引起的梁端位移0.8 cm的异常变化。结果表明,本文方法可以有效地消除温度的季节变化对悬索桥实测梁端位移的影响,较好地识别出结构损伤引起梁端位移的异常变化。

钢箱梁焊接细节基于长期监测数据的疲劳可靠性评估:疲劳可靠度指标

提出基于长期监测数据的钢箱梁焊接细节疲劳可靠度的评估方法,并以润扬大桥悬索桥和斜拉桥钢箱梁顶板-U型肋焊接细节为对象开展应用研究。首先,建立疲劳损伤极限状态方程并讨论方程中各个参数的概率分布特性,在此基础上,采用最优化方法进行疲劳可靠度的求解,得到疲劳可靠度指标随服役时间增长的变化规律和日循环次数Nd的随机性对可靠度的影响。最后重点研究疲劳荷载效应增长对可靠度的影响,并据此提出对大桥日常运营管理的建议。结果表明:①将Nd作为随机变量处理是偏安全的,且Nd的随机性对斜拉桥焊接细节可靠度影响要较悬索桥更为显著;②悬索桥焊接细节的疲劳可靠度明显低于斜拉桥;③考虑疲劳荷载效应的增长会显著减小两桥焊接细节的疲劳可靠度;④为了得到钢箱梁焊接细节在服役期内的疲劳可靠度的准确评估,对其进行长期的应变监测是必要的。

钢桥疲劳荷载效应监测数据概率建模与疲劳可靠性分析方法

疲劳荷载效应的概率模型是钢桥疲劳极限状态方程的关键内容。针对钢桥疲劳荷载效应监测数据的多峰分布特征,提出基于高斯混合模型的监测数据概率建模方法。首先,构造疲劳荷载效应观测数据的完整似然函数,在此基础上采用Expectation Maximum算法对高斯混合模型的权重、均值及方差等参数进行迭代估计。同时,采用信息统计学中的AIC和BIC准则来确定高斯混合模型的最优高斯分量数,以此来兼顾概率模型的准确性和简洁性。研究发现,高斯混合模型可以较好地描述日等效应力范围和循环次数的多峰分布特征。最后,采用荷载效应的高斯混合模型建立钢桥疲劳极限状态方程,在此基础上分析润扬大桥钢箱梁3个焊缝细节的疲劳可靠度。

基于小波包分析的拉索损伤声发射信号特征提取

结合显式有限元和小波包分析技术开展了拉索损伤声发射信号特征提取的仿真分析。采用ANSYS/LS-DYNA模拟得到拉索损伤声发射信号的仿真信号,基于小波包能量谱对拉索声发射的有限元仿真信号进行了特征提取,从小波包分解层次、特征频带数量的选择及特征参数的噪声鲁棒性三个方面开展了讨论分析。结果表明:(1)通过选择适当的小波包分解层次,小波包能量谱可以精细地反映信号的特征;(2)选取少数特征频带就能使得小波包能量谱反映声发射信号的特征信息;(3)基于小波包能量谱的特征参数具有良好的损伤敏感性及噪声鲁棒性,能在强噪声影响下实现对拉索不同损伤类型的判别。

润扬大桥悬索桥桥址风环境的长期监测与分析

基于结构健康监测系统记录的2006年桥址日常持续风环境数据,开展了润扬大桥悬索桥桥址平均风特性及湍流脉动特性的分析研究,给出了湍流度、阵风因子、湍流积分尺度及脉动风功率谱密度函数的推荐值或公式,进一步研究了平均风速与上述湍流特征参数的相关性以及湍流特征参数之间的相互关系。分析结果表明:①湍流度、阵风因子和湍流积分尺度的实测统计值均高于规范推荐值;②纵向风谱拟合模型与Simiu谱较为接近,但横向风谱拟合模型则与之相差较多,并且都存在拟合模型中湍流动能往高频偏移的现象;③湍流度、阵风因子和湍流积分尺度之间存在较为明显的相关性,并且与平均风速也存在一定的相关性。

基于弹幕情感分析的视频片段推荐模型

针对传统的视频情感分析方法计算效率较低且结果不易解释等问题,提出一种基于弹幕文本的视频片段情感识别算法,并以此作为视频片段的推荐依据。首先对基于情感分析的视频片段推荐问题提出形式化描述。其次,通过构建基于隐含狄利克雷分布(LDA)的弹幕词语分类,评估弹幕词语在视频片段中的多维情感向量,同时,根据视频片段之间的情感依赖关系推荐视频的情感片段。所提方法的推荐准确度比基于词频-逆文档频率(TF-IDF)的推荐算法提高了28.9%,相对于传统LDA模型提高了43.8%。实验结果表明所提模型可有效应用于信息繁杂的不规则文本情感分析。

环境条件影响下悬索桥模态频率变异性的定量评价

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:所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。

局部构造对钢箱梁关键焊缝疲劳性能的影响分析

为给车辆荷载作用下钢箱梁的抗疲劳设计提供依据,对钢箱梁局部构造对其关键焊缝疲劳性能的影响进行研究。采用有限元方法计算了钢箱梁焊缝在单轮移动荷载下的应力曲线,在此基础上分析了纵向加强桁架对钢箱梁关键焊缝疲劳应力范围和疲劳损伤的影响。计算、分析表明,纵向加强桁架增大了钢箱梁临近区域顶板的竖向刚度,并改变了其临近焊缝细节的受力状态,这使得纵向加强桁架附近焊缝的疲劳应力和疲劳损伤远小于相同位置无纵向加强桁架的钢箱梁焊缝的值;局部构造差异对钢箱梁桥面关键焊缝疲劳性能的影响明显,在钢箱梁抗疲劳设计中应予以考虑。

基于监测数据的大跨度悬索桥频率与环境条件的相关性模型

基于环境条件变化会导致桥梁结构模态参数发生改变,从而导致基于动力特性测试的损伤诊断出现误判等问题,对江苏润扬大桥悬索桥的模态频率与环境条件长期监测数据进行处理,采用改进BP神经网络构建实测模态频率与温度、风速及车辆荷载的相关性模型。在此基础上分离环境条件变化对频率的影响,并采用假设检验的方法提出结构损伤预警方法。研究结果表明:基于提前停止技术和贝叶斯正则化技术的改进BP神经网络模型具有良好的泛化能力,可以有效地消除模态频率的环境变异性;采用t检验的方法识别出江苏润扬大桥悬索桥第5阶和第6阶频率的0.16%和0.12%异常变化,具有较强的损伤敏感性,适用于悬索桥结构的在线状态监测和预警。

基于超声探测的SF_6浓度在线监测系统

长期运行的气体绝缘组合电器(GIS)设备可能存在SF6气体泄漏问题,进而导致设备安全性下降。针对该问题,采用超声原理测量SF6气体浓度,该方法具有测量范围广、设计简单等优点,且易于实现在线式监测。建立了双腔室中超声信号传播相位差与SF6气体浓度的理论模型,并研制了一套基于超声探测的SF6浓度在线监测系统。为提高测量精度,设计了一种基于DFT算法的数字相位计,通过对采样信号进行多项式插值加Hanning窗,进而实现相位和幅值修正。实验表明,使用数字相位计能将SF6浓度误差率控制在5%左右,目前该系统在贵州某变电站已投入运行。

桥梁模态频率异常变化的概率检测方法及例证

针对实测模态频率的随机性,提出了基于概率统计理论的桥梁结构模态频率异常变化的检测方法。建立桥梁实测模态频率与结构温度的BP神经网络模型,进而消除温度对模态频率的影响,在此基础上采用核密度估计方法得到消除温度影响模态频率的累积分布函数,然后采用标准正态分布的逆函数将累积分布函数转换为Q统计量,最后利用Q统计量建立用于频率异常检测的均值控制图。假设检验结果表明:Q统计量服从正态分布,从而解决了消除温度影响后的模态频率仍非正态的问题,满足了控制图对随机变量正态性的要求。分析结果表明,基于控制图的概率检测方法对桥梁模态频率的异常数据具有良好的敏感性。该方法可为大跨度桥梁健康监测数据的分析与应用提供参考。

基于声发射速率过程理论的钢绞线损伤演化试验研究

为了实现钢绞线损伤的实时量化评价,基于速率过程理论建立了钢绞线的损伤演化与声发射信号特征参数的相关方程.采用声发射技术对钢绞线的拉伸过程进行了动态监测,在此基础上采用多项式模型推导了钢绞线的声发射事件概率密度函数和损伤演化方程.试验结果表明:钢绞线弹性阶段的声发射信号主要来源于钢丝之间的摩擦,而塑性阶段的信号则来源于钢绞线材料的塑性变形,钢绞线声发射累积计数曲线与加载曲线具有同步变化关系,声发射累积计数曲线较好地描述了钢绞线材料内部损伤发生及发展变化的全过程.分析结果验证了采用速率过程理论建立的损伤演化方程对钢绞线损伤进行量化评价的有效性和准确性.

苏通大桥结构健康状态评估技术研究与应用(3):主梁损伤定位

为提高基于模态参数的损伤识别方法的损伤敏感性和噪声鲁棒性,将多源数据融合技术引入到苏通大桥主梁损伤定位方法中。基于D-S证据理论对模态柔度和模态应变能指标进行数据融合,并以苏通大桥扁平钢箱梁为分析对象,对融合后损伤定位指标的应用效果进行了讨论。结果表明:基于数据融合的损伤定位方法具有较强的损伤敏感性,只需要较少的低阶模态信息就能识别主梁的早期损伤;数据融合后,损伤定位指标可以在较强的噪声环境下准确地识别斜拉桥钢箱梁的损伤,具有较好的工程实用性。

基于结构多尺度分析的超大跨斜拉桥损伤定位方法研究

以苏通大桥斜拉桥的扁平钢箱梁结构为分析对象,采用子结构方法,将扁平钢箱梁结构的整体尺度动力特性和细节尺度构件损伤相互衔接,实现了超大跨斜拉桥的多尺度损伤分析。在此基础上,对模态曲率指标和模态应变能指标的损伤识别效果进行了对比分析。结果表明:采用子结构方法可以有效地实现钢箱梁局部构件损伤与整体结构响应的多尺度衔接,从而较真实地研究钢箱梁局部构件损伤对超大跨斜拉桥动力特性的影响;无噪声情况下,模态曲率指标能正确识别所有损伤工况,而模态应变能指标则对部分损伤工况的识别效果较差;模态应变能指标的抗噪声能力总体上优于模态曲率指标。

环境激励下大跨悬索桥实测损伤预警指标的变异性

基于小波包分析技术从悬索桥的加速度振动响应中提取出小波包能量比,进而定量地分析了由环境激励所引起的实测小波包能量比的变异性。首先,采用多样本平均技术消除了由识别算法所带来的小波包能量比的固有随机性,得到了小波包能量比的日平均值;其次,通过建立季节相关性模型得到了温度对小波包能量比影响的定量评价;最后,分别建立交通荷载和风与小波包能量比的相关性模型,并定量评价了交通荷载和风对小波包能量比的影响。分析结果表明,温度和固有随机性是小波包能量比变异性的最主要来源,而交通荷载和风所引起的变异性较小。由于温度和小波包能量比的季节相关性模型可以有效地消除温度和固有随机性对小波包能量比的影响,因此当季节相关性模型偏离这种正常状态的模型时,就可以对悬索桥做出损伤预警。

基于最大熵理论的润扬悬索桥桥址极值风速预测

基于最大熵可靠度理论,提出了润扬大桥悬索桥的桥址极值风速预测方法,从而为润扬大桥悬索桥的风效应可靠度评估提供实际的荷载概率模型.根据桥址实测短期风速风向数据,计算了反映桥址气候特征的日最大风速风向频度函数,并计算了统计的桥址风速风向联合概率密度函数曲面.在此基础上采用最大熵法建立了桥址的风速风向联合概率模型,并对润扬大桥悬索桥50年和100年重现期内的极值风速进行了预测.分析结果表明,采用联合概率模型能够较好地描述润扬大桥悬索桥桥址的良态气候风场模式,并且桥址预测的极值风速小于设计风速,说明润扬悬索桥抗风设计时考虑了较大的安全度.

梗死前心绞痛患者的临床急诊分析

目的对梗死前心绞痛患者的临床急诊进行分析探讨,为今后的临床诊治提供可靠参考依据。方法抽取在2010年1月至2013年5月间本院收治的梗死前心绞痛患者病例78例,将其分成对照组和观察组,对照组患者接受常规急诊治疗,观察组患者则是在常规治疗基础上加用抗凝治疗。而后对这两组患者的治疗效果进行对比分析。结果观察组患者急性心肌梗死、心律失常发生率均较对照组明显降低(P<0.05),差异有统计学意义。结论经合理的临床急诊治疗可降低梗死前心绞痛患者心肌梗死、心律失常发生率,值得关注。

突发灾难事件相关的PTSD及其危机干预研究进展

目的了解突发灾难事件相关的创伤后应激障碍(PTSD)发生率、影响因素以及危机干预的研究进展。方法对近10年来国内外的相关文章进行综述。结果灾难事件会给人们心理健康造成极大损伤,导致PTSD的发生。PTSD的影响因素可划分为创伤前因、创伤因素和创伤后因素3部分。突发灾难事件时及时进行适当的心理危机干预是帮助处于危机中的个体、家庭、群体度过危机,减少创伤的有效措施。结论危急事件应激管理(Critical Incident Stress Management,CISM)作为一种系统、多元的危机干预方式能够为我国灾难危机干预提供借鉴。