基于时程响应分析的区域梁式桥震后状态快速评估

桥梁作为交通网络的枢纽,震后快速判定其损伤状态对于抢险救灾具有重要意义,传统基于易损性的方法仅能给出结构在不同地震强度指标下的破坏概率,给灾后抢险救援路线的选择带来一定困惑。本中研究提出基于非线性动力时程响应分析的区域桥梁群地震灾害模拟技术,首先将地表加速度响应反演得到基岩加速度响应,再根据地质钻孔数据计算得到区域地震动云图;其次,提出梁式桥的简化力学模型,实现区域梁桥的标准化数据输入与快速计算;最后,基于时程分析结果判定构件损伤状态,使用串联体系方法得到桥梁整体损伤状态。以某一地区85座桥梁为例,根据E2地震反应谱选取地震波进行区域桥梁地震灾害模拟,结果表明所提方法计算效率高,同时能够考虑结构的设计参数、场地特性、余震对结构的影响,可定量评估结构损伤状态,计算结果能够为灾后救援提供有力的技术支撑。

基于高斯过程回归的桥梁多变量地震易损性分析

建立了一种基于高斯过程回归的多变量地震易损性分析方法,可以将易损性表达为由地震动强度指标和结构参数组成的矢量输入的多元函数,并以此为基础发展了均值易损性曲线与包络易损性曲线,能够定量分析所有不确定参数对易损性的影响。以一座三跨钢筋混凝土连续箱梁桥为例进行了分析与验证,结果表明:所提出的方法能够以数百次的动力分析达到与蒙特卡罗法(数十万次动力分析)相一致的精度;并识别了不同的地震强度指标对易损性的影响,发现任何单一的参数均会造成易损性的不精确(离散)呈现;对于该算例,结果显示平均谱加速度是一个用来生成最小离散度的均值与包络易损性曲线的最优指标。

梁-板单元模型在劲性骨架钢筋混凝土拱桥仿真分析中的合理性研究

通过对劲性骨架钢筋混凝土拱桥的仿真方式进行分析和研究,探讨了在该类桥梁中应用最为广泛的梁-板单元模型的合理性。以一座上承式单跨劲性骨架钢筋混凝土拱桥为研究对象,分别建立主拱的梁-板单元模型和梁-实体单元模型,从结构的整体受力、局部受力和施工阶段受力3方面分析梁-板单元模型的优缺点。结果表明:梁-板单元模型建模简单,计算结果精度较好,仿真方式合理;梁-板单元模型在施工阶段分析中存在板的厚度与拱圈混凝土实际分环分段厚度不一致的问题,因此给出了按拱圈的分环面积和分环刚度等效原则共同确定对应板厚度的解决方案。

改进的强追踪平方根无迹卡尔曼滤波时变结构参数识别

地震作用下时变结构参数识别一直为研究者所关心,传统扩展卡尔曼滤波(EKF)、无迹卡尔曼滤波(UKF)等方法存在时变结构参数跟踪识别能力弱、协方差矩阵开方时矩阵奇异导致计算不稳定等问题。基于平方根无迹卡尔曼滤波(SRUKF),提出一种改进的强追踪平方根无迹卡尔曼滤波(MSTSRUKF)方法。首先使用QR分解改进平方根无迹卡尔曼滤波算法中协方差矩阵平方根计算方法,使计算过程无条件数值稳定;其次改进滤波更新中协方差矩阵平方根的计算方法,同时引入观测矩阵的等价形式,保证算法的稳定性的同时,避免求解复杂系统的Jacobian矩阵;最后引入强追踪滤波技术,更新时间预测协方差矩阵,使算法具备时变参数跟踪能力。数值分析结果表明,MSTSRUKF算法能有效识别线性和非线性系统突变参数,同时能较准确地预测结构状态,计算过程中数值稳定,算法具有较强的抗噪性。