基于融合图像增强与改进YOLOv7算法的桥梁水下结构缺陷识别

该文提出了基于水下机器人的桥梁水下结构缺陷自动识别方法。在浑水环境拍摄获取低质缺陷图像并进行数据增强,扩充数据集;针对浑水下低质图像,通过级联Water-Net水下图像增强算法作为输入端获取高质量图像。针对图像增强与目标检测不匹配所导致的抑制作用,利用极化自注意力(Polarized Self-Attention)模块保持增强图像的高分辨率输出,使图像增强与目标检测有效协同,提高检测精度。在此基础上,考虑低质图像数据标注难免包含低质量示例,使用WIoU损失函数替换原YOLOv7-tiny网络模型中的损失函数,提高模型泛化性能。实验结果表明:改进后的网络模型相比原网络,在保持缺陷识别精度的同时,图片对比度高,细节更加清晰,视觉效果优良,漏检与误判情况得到明显改善。

二维声呐水下墩桩分层定位斜率测量方法

近十五年国内外桥梁坍塌事故屡见不鲜造成经济损失和人员伤亡,其中接近六成的事故是由水下结构病害导致的。桥梁墩桩倾斜是导致桥梁水毁的主要原因。如能在发生事故前提前获取桥梁倾斜数据,并制定维修方案,可以大大减少事故发生率,而国内水下桩基检测及监测仍以低效的人工方式为主。针对以上问题,该文提出采用二维声呐水下墩桩分层定位斜率测量方法,并通过实桥试验验证了其有效性。该方法的实施步骤是采用水下机器人搭载二维声呐得到不同水深的平面成像云图,拟合墩柱的边缘和几何中心,最后推算墩桩斜率。

基于水下机器人的水下混凝土结构表观病害三维重建方法

利用水下机器人进行水下结构病害检测能大幅提升检测效率、降低检测成本,然而利用水下机器人拍摄得到的水下结构平面图像仅包含结构表面的有限信息。通过对水下结构三维重构可以直观地显示结构的空间构形和特征,可以多视角、全方位获取结构的表观缺陷信息。该文提出了基于水下机器人拍摄平面图像的水下混凝土结构三维重建方法,通过水下折射摄像机成像模型、SIFT特征提取和匹配算法以及点云重建的方式对水下带病害的混凝土结构表面进行三维重建。实验表明:该文提出的水下混凝土结构三维重建方法能实现病害三维立体展示,从多视角清晰获取水下结构表面病害信息。

基于Bouc-Wen模型的肌腱-鞘结构非线性位置控制

针对肌腱-鞘结构在传递过程中存在严重摩擦、间隙滞后等非线性因素导致无法精准控制的问题,提出了一种基于BoucWen模型的非线性位置控制器。首先,根据Bouc-Wen模型对肌腱-鞘结构的迟滞进行建模;其次,在输出位置反馈的情况下,提出了一种迟滞观测器以补偿系统的非线性干扰;然后,根据迟滞观测器构建了非线性控制器以实现远端的精确位置控制。同时,还利用Lyapunov稳定性准则分析和证明了肌腱-鞘系统的稳定性和有界收敛性;此外,还考虑了远端外部干扰对系统输出的影响。最后,仿真结果表明所提控制器不仅可以显著改善肌腱-鞘结构的精确控制性能,还能有效抑制外部干扰对系统的影响。与常见的逆前馈控制相比,所提出的控制策略在正弦信号的跟踪误差方面表现出色,其峰值仅为0.011 rad,相较于常规情况下的0.251 rad,显著降低。

面向电力调度指令的区块链隐私可追踪存证方案

在区块链上对电力调度指令进行可信存证是解决异议调度追责困难的有效手段。电力调度包含指令发起者、接收者、调度指令等高度敏感内容,调度指令存证需在保证敏感内容隐私性的同时验证接收者身份及调度指令的合规性,并在异议调度发生时追踪发起者身份。现有的区块链隐私存证方案大多采用中心化管理方式,这与区块链分布式设置相违背。针对电力调度指令存证的特定需求,设计一个支持调度发起者身份隐私且可追踪、接收者身份以及调度指令隐私且合规的区块链存证方案。将接收者身份及调度指令进行编码,经承诺加密并提供相应的零知识证明保证承诺密文合规后存储至区块链上。采用秘密共享方案对传统的群签名算法进行改进,在不影响签名与验证效率的前提下,将群管理员数量由单方拓展至多方。当异议调度发生时,多名群管理员共同追踪异议调度发起者身份,揭示接收者身份及调度指令信息。理论分析与实验结果表明,该方案具有较高的安全性,执行效率满足实施需求。

桥梁水下结构病害智能检测方法

桥梁水下结构检测与陆上检测差异较大,水中光线、水流速度和浑浊度的影响容易造成病害漏检、误检。为解决这一问题,采用水下机器人结合图像处理与深度学习算法,提出了一种桥梁水下结构病害智能检测方法。以实际桥梁为研究对象,首先利用水下机器人拍摄结构病害图像,采用直方图均衡化方法增强水下图像的对比度;然后提出了基于单应性变换的水下畸变图像校正方法,还原了水下病害的真实特征;最后采用生成式对抗网络(GAN)增加病害样本数量,通过YOLOv4算法实现病害智能识别,提高了病害识别效率。结果表明,样本中裂缝和剥落病害的识别平均精确率分别达到91.2%和95.0%,验证了该方法的可行性和有效性。

飞鸟式钢管混凝土拱桥健康监测系统研究

以东莞水道特大桥为背景,根据该桥桥型及结构受力特点,对该桥进行系统全面的结构受力分析计算,以作为大桥健康监测系统测点布设方案、元器件选型以及安全评估决策分析的依据;叙述了飞鸟式钢管混凝土拱桥健康监测系统构成及各子系统的组成。其中子系统包括:1自动化传感监测系统;2结构安全综合评估子系统。介绍了静态参数监测系统的各传感子系统的部分监测结果,监测数据表明桥梁各监测指标处于正常的变化范围,桥梁总体处于安全、可控的运营状态。

基于B/S模式开发的桥梁管理系统(BMS)

介绍了基于B/S(浏览器/服务器)模式开发的桥梁管理系统(BMS).有效解决了现有C/S(客户端/服务器)桥梁管理系统存在的操作难度大、数据交流难等问题,从而大大提高了桥梁管理效率.

亚健康简支T梁桥限载指标评估及验证

为更合理评价亚健康桥梁剩余承载力,该文提出通过截面折减反馈计算法对亚健康简支T梁桥的应变进行控制,从而确定桥梁临界使用承载力和限载指标行之有效的评估方法。通过旧桥荷载试验实测数据与有限元模型计算结果的比值,推算其刚度折减系数,再算出亚健康桥梁折减抗弯惯性矩以及质心位置,修正有限元计算模型,进行反馈计算。通过控制应变,以折减设计荷载的方式求出桥梁内力,进而确定旧桥的限载指标。通过旧桥检测实例,验证该限载措施的有效性和该评估方法的可行性。

预制节段梁拼装施工几何线形控制技术

列出几何线性控制的方法及对控制的重要阶段做出分析,通过建立施工节段的计算模型,模拟施工阶段并计算考虑因素,总结施工线形控制的方法,通过对35m跨几何线形的控制,证明了方法的可行性,对现代桥梁施工具有现实的指导意义。

碳纤维板与混凝土抗剪粘接性能试验研究

经过试验研究,测定了复合材料碳纤维板与混凝土的有效粘接长度,并采用简单适用的粘接锚固措施,获得了碳纤维板与混凝土的界面破坏形式.试验结果表明,复合材料碳纤维板与混凝土的有效粘接长度约为200mm左右,碳纤维板与混凝土的界面抗剪粘接强度在20～30MPa之间.

江门外海大桥荷载检测试验

江门外海大桥为一座特大型混凝土公路桥,针对运营现状,对该桥进行了静、动载检测试验.在试验中 考虑了静荷栽效率η的选取,加强了载荷和变形的监控以及合理加载时间的确定,试验结果表明该主桥使用性 能较好,承载能力满足有关规范要求.

FRP约束混凝土强弱约束判断准则

基于数值模拟和以往研究，分析了不同强弱约束状态下的FRP约束混凝土行为。分析结果表明：（1）约束混凝土应力-应变曲线根据强弱约束状态不同而发生变化，处于强约束条件下的混凝土，极限强度大于无约束混凝土强度，对于加固量较小的弱约束混凝土，破坏时的应力值等于或者小于无约束混凝土的强度；（2）计算非圆形截面的约束应力、约束刚度、极限约束应力时要考虑形状等效系数kse，约束混凝土极限状态下的FRP断裂应变小于FRP极限拉应变，对于混凝土圆柱，FRP断裂应变可等效为环形劈裂试验值，对于非圆形截面，需计入形状等效系数kse的影响；（3）定义极限约束应力与无约束混凝土强度比值为约束比，约束比决定混凝土强弱约束状态。通过对收集到的试验数据进行回归，提出了强弱约束判断准则。

基于水下机器人与数字图像技术的混凝土结构表面裂缝检测方法

人工检测是目前桥梁水下结构病害检测的主要方式,存在着危险性高、效率低、准确性低等问题。针对以上问题,该文提出了采用搭载高清水下摄像头的水下机器人检测方法。该文在清水环境实验中对混凝土结构进行表观检测,通过图像处理、高斯滤波以及梯度计算的分权阈值法对存在裂缝的图像进行分析,提取裂缝边缘特征,提出基于斜率计算的欧氏距离下裂缝宽度计算方法实现对裂缝宽度的分析计算。实验结果表明:该文实验中裂缝检测结果精度较高,且裂缝的宽度参数计算精度可达规范要求。

预制节段箱梁孔道摩阻试验

以广州地铁六号线为工程背景,对高架区间的预制节段箱梁进行孔道摩阻测试,总结以往孔道摩阻的试验方法,介绍了本次摩阻试验的方法,分析了孔道摩阻数据,得出实际的摩阻系数和偏差系数,修正桥梁电算的模型,使计算结果更能符合实际,同时也为同类桥梁的设计参数提供参考。

基于实际运营车辆荷载效应的既有桥梁可靠度研究

基于京珠、粤赣、渝湛三条高速公路车辆荷载动态称重实测数据,采用蒙特卡罗法生成随机车流。将此随机车流加载于虚拟简支梁上,通过自编Matlab程序计算车辆荷载效应,并采用GPD分布拟合车辆荷载效应的尾部分布,结合极值理论、超越概率理论,构建了现实运营车辆荷载条件下剩余服役期内的荷载效应最大值分布函数。根据既有桥梁承载能力现状,分析了现实运营车辆荷载情况下既有桥梁结构的可靠度。得出目前既有桥梁在剩余服役期内可靠度偏低,致其安全性不足的结论。

装配式钢-混凝土组合梁高强螺栓剪力连接件力学模型

剪力连接件是装配式钢-混凝土组合梁的关键部件,其荷载-滑移曲线大致分为四个阶段,即滑移前摩擦阶段、滑移阶段、滑移后弹性阶段、滑移后塑性阶段。该文通过弹性地基梁理论和材料力学平面应力理论,建立了高强螺栓剪力连接件的受力模型,对前三个阶段的受力行为进行了理论解析分析,并通过多组试验数据对理论结果进行了验证,二者吻合良好。研究表明:剪力连接件在整个受力过程同时受弯矩、剪力和轴力的耦合作用,该文提出的力学模型能较为准确的模拟螺栓弹性阶段的极限值,能初步解释螺栓在弹性段抗剪性能随预拉力变化的原因;并得出了螺栓弹性段弯矩对其屈服极限影响有限的结论。

丑的魅力

提起高甲戏,大家都知道"丑"是其表演特色之一.就是因为丑角的表演让人们得到美的享受、美的愉悦,情不自禁随着演员的"丑"化而哈哈大笑,拍手称绝.所以我在二十几年的艺术生涯中,被我们高甲戏"丑"的表演所吸引,下意识地走进了"丑"的表演行列.本来我是学"小生"行当的,转成学"丑"这是一大转折,现在看来当时的选择是对的.因为高甲戏"丑"的表演确有自己的特色,讨人喜爱、让人寻味."丑"发挥出无限的魅力.

局部腐蚀对钢管拱肋极限承载能力的影响研究

基于有限元数值分析方法,研究单圆管钢管拱肋在36种腐蚀工况下的极限承载能力,探讨腐蚀部位、面积和深度等对钢管拱肋极限承载能力的影响规律.研究结果表明:(1)当腐蚀面积和腐蚀深度相同时,拱脚腐蚀较其他位置(拱顶、拱顶与拱脚之间的位置、吊杆与拱肋之间的接头位置)对钢管拱肋极限承载能力的影响最大;(2)当腐蚀部位和腐蚀深度相同时,随着腐蚀面积的增大,钢管拱肋的极限承载能力呈下降趋势,下降幅度表现为先快后慢;(3)当腐蚀面积相同,腐蚀部位为拱脚、拱脚-拱顶之间(非吊杆连接处)时,随着腐蚀深度的增大,钢管拱肋的极限承载能力呈直线下降趋势;(4)当腐蚀面积相同,腐蚀部位为吊杆-拱肋连接处、拱顶时,钢管拱肋极限承载能力呈下降趋势,下降幅度先慢后快.

城市高架桥典型病害分析与预防性对策

结合城市高架桥的特点分析常见城市桥梁病害成因,提出预防治理措施,期望为改良城市高架桥设计提供借鉴。