基于广义逆-坐标变换的多光谱辐射测温反演算法

多光谱辐射测温在高温测量领域应用广泛。但是,未知的光谱发射率是多光谱辐射测温反演过程的最大困难。目前,解决方法多采用假设发射率模型法,二次测量法等,此类方法反演精度取决于假设的发射率模型和实际发射率是否相符,多数情况下反演结果误差较大。基于约束优化的多光谱辐射温度数据处理算法解决了未知发射率的难题,但受迭代算法的复杂性和初值难以确定的影响,反演精度和效率不高。为此,提出广义逆-坐标轮换算法解决约束优化算法中的反演效率问题。由于广义逆法需对发射率范围进行约束,坐标轮换法需设定合适的发射率初值,考虑两种算法各自的优势与不足,可对两种算法进行结合。将广义逆法求得的最小范数解作为约束优化算法中迭代搜索的初始点,进一步提高了算法对不同材料发射率的适应度。为验证算法是否能在无需考虑发射率模型的前提下寻找符合待测目标的发射率和真温,选取六种不同发射率类型的目标材料进行仿真实验。针对六种典型材料的仿真结果表明,新方法在真温1 800 K的情况下,绝对误差和相对误差均小于5.0%,与梯度投影法相比运算效率平均提高了202倍。表明该算法具有无需考虑发射率模型、反演精度高,速度快,适合于各类材料等优点,解决了约束优化算法中初值选择不确定的问题,为在线实时高温测量中的数据处理提供了解决方案。

钢管混凝土拱桥模型的模态测试方法与应用

以结构模态参数为基础的结构动力分析是桥梁结构动力分析的关键问题之一.首先建立某一钢管混凝土拱桥的有限元模型,并进行动力分析.其次对该模型进行模态试验,采用结合环境激励技术的特征系统实现算法(ERA法)识别该结构的模态参数,即识别得到该结构的前6阶频率和振型.最后通过比较测试结果与有限元计算结果可知,对此类复杂结构作进一步的有限元模型修正是必要的.

一多层框架结构模型的动力测试与分析

基于结构动力特性改变的损伤识别技术是结构健康监测的核心问题,建立一个验证各种损伤识别方法的试验平台是结构损伤识别研究所必需的。首先,设计了一个钢框架结构。其次,建立该结构的有限元模型,并进行动力分析。最后,实现该模型的动力测试,并对结构模态参数进行识别,识别得到结构的8阶频率和振型。该结果表明,理论的解析模型同实际模型间存在一定差异,因此有必要进行有限元模型修正。

桥梁支座更换施工技术的研究

本文介绍了桥梁支座合理布置及旧桥支座更换方法,以尚志公铁立交桥支座更换工程为例,重点研究了钢扁担梁法更换支座的原理,并针对尚志公铁立交桥支座的重新设计方案,设计了钢扁担梁法更换该桥支座的支座更换施工系统,拟定合理的施工工艺及保证梁体均匀上升的技术控制措施。对该法的经济造价和社会效益进行了分析。

杆件局部失稳对钢桁架拱桥整体稳定性的影响

以某城市钢桁架拱桥为研究对象,采用板单元、梁单元、桁架单元等模拟整体有限元模型,分析钢桁架拱桥局部杆件弹塑性稳定性的特征值;通过改变风撑、斜撑、拱肋、吊杆数量及拱肋的刚度和矢跨比等参数,分析成桥状态下局部稳定性对钢桁架拱桥整体稳定性的影响。结果表明:(1)经计算结构的失稳临界值,杆件局部失稳是钢桁架拱桥失稳的主要影响因素,局部杆件受力能较好地反映结构稳定性承载力。(2)增加风撑结构的数量可以显著提高结构的稳定性;但当风撑数量足够时,继续增加风撑结构的数量,结构的稳定性并不能得到很大的提高;斜撑的设置对整体稳定性有很大的影响,特别是"K"和"X"斜撑对结构稳定性的影响非常显著。(3)风撑和拱肋刚度变化对结构的稳定性影响较为显著,吊杆刚度变化对结构的稳定性影响不大。(4)当矢跨比为1.0/4.0~1.0/5.0时,失稳位置出现在风撑位置;矢跨比为1.0/5.5~1.0/6.0时,失稳位置出现在拱肋弦杆位置;矢跨比主要通过影响局部位置杆件的受力状态影响结构整体的稳定性。

考虑桥面随机不平度的钢管混凝土拱桥冲击系数统计分析

以某大型钢管混凝土拱桥为对象,采用经动力试验验证的自编车桥耦合振动分析程序,进行了多组随机不平度样本下的车桥动力响应分析。根据分析结果,对不同桥面状况和车速条件下桥梁的动力冲击效应进行了统计分析。分析结果表明:车速、不平度等级确定时冲击系数服从正态分布。桥面状况等级对动力冲击效应的均值和均方差影响明显,不同保证率下车辆冲击系数差异较大。根据桥梁重要性等级,按照统计分析方法确定冲击系数,将有效提高车辆冲击系数取值的合理性和科学性。

时变温度下某吊杆拱桥结构的模态试验与分析

针对时变环境温度对实际桥梁结构的动力特性影响问题,进行了试验研究。首先,对某一吊杆拱桥模型进行了长期动力测试,通过模态参数识别,得到了该结构在不同温度下的前6阶频率、阻尼比和振型;其次,采用测试模态参数,利用子结构方法对该拱桥模型进行了有限元模型修正;再次,将结构的测试模态参数与修正后有限元模型的动力特性进行了比较分析;最后,通过回归分析,建立了环境温度与结构频率的关系模型,并利用该模型建立了测试结构在完好状态下的置信区间,从而利用该置信区间对测试模型结构的性能进行了诊断。研究发现:测试结构的频率随环境温度的升高呈下降趋势,而测试结构的阻尼比、振型对环境温度的变化并不敏感。

淤积土桥梁桩基承载能力影响参数敏感性分析

随着高层建筑和大型桥梁的不断建设,普通的中短桩已无法满足其承载力要求,大直径超长钻孔灌注桩因为其良好的承载性能而广泛应用于此类大型基础工程中。大直径超长灌注桩是高规格建(构)筑物桩基工程的发展趋势,但有关桩基的承载力影响因素的研究还较少。为了研究河流入海口淤积土桥梁桩基的承载能力,以海南省南港河大桥的桩基为研究对象,利用ABAQUS有限元软件建立桥梁桩-土接触模型,分析了不同桩长、桩径对桩基轴向力、侧摩阻力和极限承载力的影响,并分析了淤积土层对桥梁桩基的承载力产生的影响。结果表明:在桩径一定的情况下,当桩长由30 m增加到60 m时,桩基的承载能力提高了10200 kN,但当桩长增大到60 m以后,桩基的承载力仅提高了3400 kN;在桩长一定的情况下,桩径由0.6 m增加到1.5 m时,桩基的承载力提升了10200 kN,但是桩径超过1.5 m后,承载力仅提升了3400 kN;当桩径和桩长之比为1/40时,使得该桩径和桩长能够发挥最大承载力;随着淤积土深度的增加,桩基的承载能力逐渐变小,原因是相比较其他土体而言,淤积土的侧摩阻力非常小,淤积土段占整个桩长的比例越大,桩基的承载能力越小。因此,扩大桩径、增加桩长、提高桩周土体黏聚力和改变荷载箱的位置是提高桩基的承载力有效措施。