基于FSOM神经网络的桥梁监测数据缺失重构算法

在桥梁监测数据缺失重构过程中受到不同缺失数据之间相关性约束,容易出现删除或被忽略问题,导致数据缺失重构效果变差,针对该问题,设计基于FSOM神经网络的桥梁监测数据缺失重构算法。利用FSOM神经网络聚类分层处理桥梁监测数据。采用时空相关性分析方法,结合协方差评定两个缺失数据之间的线性相关性。计算时空相关数据与缺失数据之间相关权重,引入支持向量回归算法构建重构决策函数,通过FSOM神经网络更新权重,输出桥梁监测数据缺失重构结果。分析实验结果可知,该算法与实际重构数据存在最大为1 bit的误差,能够重构不同时间段内缺失桥梁的监测数据,缺失数据重构效果好。

车辆撞击下预应力T梁性能研究

以某高速公路桥梁发生汽车撞击为案例,使用有限元软件ABAQUS建立三维分离式桥梁、车辆模型,模拟车辆以60 km/h速度正面撞击后的上部结构响应。研究预应力T梁在遭受车辆撞击后的结构性能变化,并与荷载试验结果进行对比分析。研究结果表明:T梁受车辆撞击后局部损伤明显,计算得到的受损形态与现场检测结果较为吻合;撞击区域水平位移峰值达到191.2 mm,水平位移具有滞后性;汽车撞击对T梁整体刚度影响有限;撞击部位应变和挠度校验系数均会增大,甚至导致应变试验数值超限。

基于改进聚类算法的健康监测系统数据挖掘模型

基于改进的聚类网络算法,结合有限元模型的影响线法计算荷载与桥梁响应的关系,并以济南第二黄河公路大桥结构安全监测系统数据为基础,训练聚类模型,确定聚类异常阈值,从而建立桥梁健康监测的数据挖掘模型。

基于毫米波雷达的桥梁索杆振动检测及自动控制

在多因素耦合作用下桥梁结构会产生振动,以毫米波雷达技术为测量手段,提出桥梁索杆振动检测及自动控制方法。分析在恒载作用下桥梁索杆静止状态与振动状态的应变能,结合动能、势能和恒载做功等建立索杆平面内与平面外的振动特征描述方程。通过发送多周期连续毫米波雷达探测信号,取得同周期回波信号。根据回波信号与对应瞬时相位得到单频差拍信号及瞬时相位,检测出索杆振动幅值。利用半正定矩阵和正定矩阵等函数,建立令振动幅值达到最小值的桥梁索杆振动自动控制模型。实验结果表明,所提方法检测精准度较高,自动控制效果较好,并有效抑制了振动幅度,具备良好的应用性能。

寒冷地区钢箱组合梁桥温度梯度模式

为研究寒冷地区钢箱组合梁桥温度梯度模式,选取山东枣木高速公路某钢箱组合梁桥开展温度监测,共获取12个月的温度监测数据,基于概率统计方法确定了寒冷地区钢箱组合梁桥温度梯度模式标准值。研究结果表明:钢箱组合梁桥正、负温度梯度模式的双折线模型能够合理反映截面温度分布情况,其中负温度梯度在混凝土层内沿竖向方向先减小、后增大,在钢主梁上先增大、后保持不变;荷载重现期50年时,正、负温度梯度模式的标准值分别为15.4、6.1、-1.9、-9.2℃;荷载重现期100年时,正、负温度梯度模式的标准值分别为15.8、6.2、-2.1、-9.5℃;提出的寒冷地区温度梯度模式标准值高于现行规范中取值,在设计计算时应根据当地气象资料及结构类型等因素进一步确定。

薄层加固空心板桥抗弯承载力提升分析

当前公路桥梁改扩建工程中大量空心板桥因承载能力严重不足而面临拆除新建的难题,研究实用、高效的空心板桥顶面薄层加固方法可为该问题的解决提供重要途径。为获得薄层加固对空心板桥抗弯性能实际提升效果,以改扩建工程中13 m简支空心板桥为工程实例,提出了采用普通混凝土或超高性能混凝土(UHPC)进行空心板桥顶面薄层加固方案,并采用有限元软件建立C30混凝土及UHPC薄层加固空心板单梁、空心板桥非线性数值分析模型进行全过程计算分析。结果表明:采用C30混凝土和UHPC两种不同材料对空心板单梁、空心板桥进行顶面薄层加固,不仅对于结构的弹性、极限抗弯承载力有明显提高,而且可增大桥梁的安全系数,提高桥梁的安全使用性能。相对而言,采用UHPC薄层加固对结构抗弯承载力提升效果更为显著;而使用UHPC薄层加固空心板桥时,需结合原空心板配筋情况选用相匹配的加固层厚度,确保UHPC强度的有效发挥。

基于压电薄膜传感器的动态称重系统在桥梁健康监测中的应用研究

以某高速公路桥梁健康监测系统为例,选取2019年4月25日—2019年5月8日期间基于多条压电薄膜传感器的高精度动态称重系统车辆荷载监测数据,对车流量、车速、车重、轴重等进行分析,全面了解该高速公路桥梁周边地区机动车出行特性和交通构成情况,把握现有公路的交通流量、流向,为后期高速公路改扩建项目的远景交通量预测提供数据支撑。

基于数字图像相关技术的桥梁挠度识别研究

挠度作为桥梁结构响应中的一个最重要参数,是反映桥梁结构性能的主要表征之一,通过桥梁挠度测量数据能有效地发现桥梁结构中的异常问题。传统的挠度测量方法往往需要在桥梁上直接布置传感器或者有标记的靶标,进行接触式或者半接触式测量使用成本高昂。文章利用数字图像相关(DigitalImageCorrelation,DIC)技术对桥梁挠度进行无接触测量,利用高精度相机搭建了桥梁挠度实时测量系统,并分析对比了测量所得数据模态信息和应变数据的相关性,验证了测量数据的可靠性,为其性能评估提供可靠的数据支撑。

风景区景观桥梁桥型选择与创新设计

基于景观桥梁与自然环境和谐统一、经济美观的设计理念,以某市文化旅游区内跨河景观桥设计为研究背景,采用斜拉-悬索协作体系连续梁桥,介绍该桥初步设计阶段方案设计的基本思路,采用AutoCAD软件建立全桥三维模型,采用有限元分析软件MIDAS Civil计算本桥结构整体静力和稳定性,采用ANSYS程序分析主塔安装工况的稳定性。结果表明,所选桥型方案设计安全可靠,结构稳定性较高,满足现行规范要求,可为类似工程设计提供借鉴。

交通视频中车辆荷载空间位置二次判定及荷载校验

车辆荷载是影响桥梁使用过程中安全性能的主要荷载之一,在健康监测系统中结合动态称重技术可识别车辆荷载,判断车辆在桥梁上的位置、速度,从而计算车辆荷载对桥梁产生的影响。由于称重技术的定点性,给出的判断只能是预估值,通过将其与桥梁上视频监控技术相结合,以图像识别方式对车辆在桥梁上的位置进行二次判定,经过匹配后较为准确地找出车辆的对应空间位置,从而为桥梁健康监测系统车辆荷载分析提供技术支持。

装配式Ⅰ型简支梁钢桁架横向联系加固静动力特性研究

综合对比多种横向联系补强方法,采用增加钢桁架的方法对某装配式Ⅰ型简支梁桥横向联系进行加固,计算比较加固前后的动力、静力特性,以及通过后期加固效果,表明了增加钢横撑的加固方法可有效提高装配式简支梁的横向刚度和抗扭刚度,增强了相邻主梁之间的整体性,有效改善了其横向荷载分布特性,保证了桥梁的完整性及稳定性。

高强聚氨酯复合材料加固混凝土梁抗弯性能研究

为研究高强聚氨酯复合材料(HSPUC)加固混凝土梁抗弯性能,开展了2根采用不同梁底加固范围的HSPUC加固混凝土梁和1根对比混凝土梁的静力破坏试验,分析了试验梁破坏形态、承载能力、裂缝特征、变形及应变发展规律和界面滑移性能。采用ABAQUS有限元软件建立了HSPUC加固混凝土梁抗弯性能精细化数值模型,分析了加固层抗折强度和加固层厚度对抗弯性能影响。研究结果表明:采用梁底非通长HSPUC加固试验梁和采用梁底通长HSPUC加固试验梁分别发生了加固端保护层剥离破坏和塑性弯曲破坏,极限承载力较未加固试验梁分别提高了30.4%、79.4%;HSPUC加固法充分发挥了HSPUC材料的高强力学性能,延缓了裂缝的发展,有效抑制了混凝土梁因裂缝扩展而引起的刚度下降,对混凝土梁抗弯刚度和极限承载力的提高作用显著;各加固梁试验过程中HSPUC层与混凝土梁间具有可靠的黏结强度和良好的协同工作性能;数值模型计算荷载–跨中挠度曲线与试验曲线吻合良好,可用于HSPUC加固混凝土梁受弯全过程计算分析。

基于桥梁健康监测的青银线济南黄河大桥安全性分析

为保证青银线济南黄河大桥在百年服役期内持续安全运营,基于大桥结构特点及实际运营状况,对大桥开展结构健康监测研究。利用大桥安全监测系统阶段性运维数据,采用大数据分析方法进行大桥安全性分析。结果表明,大桥变形、应力及索力均在阈值范围内,大桥固有频率未发生变化,大桥处于安全可靠受力状态。

公轨两用钢-混组合梁斜拉桥成桥运营阶段动力特性分析

为检验运营阶段桥梁的安全性,通过有限元模拟,对成桥运营阶段进行了动力特性分析。选取满载工况,采用多重Ritz向量方法,分析了桥梁的动力特性及动力特性的参数敏感性,发现对于拉索内力,相对于恒载,活载对内力变化影响较小;在移动荷载作用下,左右桥塔位移、塔底弯矩最大值和最小值相差很大,桥塔处于侧弯状态;桥梁的基频是0.171 Hz,基本周期为5.86 s,振型为反对称竖向弯曲;普通桥梁结构周期都较小,大跨度斜拉桥基本周期都超过了5 s,体现了大跨度半漂浮体系斜拉桥柔度大的特点;结构自重及刚度的变化,对自身的频率影响最大。

一种基于应变监测数据的桥梁状态评估方法研究

通过对济南黄河三桥南侧堤外引桥右幅桥73#、74#跨结构应变监测数据进行分析,利用小波变换方法提取交通荷载作用下桥梁静态响应,发现在车辆作用下,两跨应变响应存在明显差异,应力幅值比在2附近基本呈正态分布,较理论计算结果偏大。分析表明,济南黄河三桥南侧堤外引桥右幅桥73#跨存在结构异常,与桥梁定期检测结论相吻合,验证了基于应变监测数据分析所得结论的正确性,表明济南黄河三桥南侧堤外引桥右幅桥监测数据能够准确、及时地反映桥梁结构的真实状态,基于应变监测数据进行桥梁状态评估具有可行性。