基于计算机视觉人行桥挠度影响线非接触式识别

该文将便携式相机与无线传感器结合,开发了一种人致挠度影响线非接触式识别系统,避免了传统识别方法需要长时间阻断交通、耗费大量人力物力等不足,可用于运营状态下的桥梁影响线识别。通过便携式相机获取桥上行人行为,引入遮挡模型改进YOLO算法识别桥上行人,跟踪目标行人坐标变化得到行人位置信息,结合无线传感器得到的行人荷载作为结构输入数据。通过视觉识别技术跟踪结构行为获得人行荷载作用下的位移响应作为结构输出数据。根据结构输入输出数据反算人行荷载作用下桥梁挠度影响线。对初始影响线进行高阶滤波处理,消除环境和其他因素干扰,然后利用多项式分段拟合实测桥梁影响线进而得到具有准静态特性的挠度影响线,可为结构工程师准确高效地提供桥梁损伤检测依据。

考虑边界非理想的铁路桥梁挠度影响线分析与损伤识别

铁路桥梁多为装配式桥梁,因其边界条件介于理想铰支与固支边界间的非理想状态,而较难实现影响线分析与损伤识别。考虑装配式铁路桥的非理想支承特性,建立带转动约束和竖向弹性支承边界的主梁模型,以模拟实际预制装配式铁路桥梁主梁,并引入基于对数正态分布模型的主梁截面初始不确定性参数。通过力法原理推导了该主梁挠度影响线的解析表达式,进而提出考虑边界非理想的铁路梁损伤识别方法。采用实测某装配式3跨连续组合梁桥挠度影响线,评价该桥的承载能力,同时对所提方法进行验证,并研究了挠度影响线测点位置、局部损伤位置与程度、测试噪声对主梁挠度影响线的影响。结果表明:基于所提出的影响线指标可以定位、定量边界非理想的装配式铁路连续梁桥某跨及其临跨的局部损伤,且更易于识别主梁跨中与纵梁结构损伤,指标抗噪性良好;实测影响线可用于评价装配式连续梁桥中支座连续性的强弱,为实际铁路桥梁的挠度影响线分析与损伤识别提供理论借鉴。

等截面抛物线无铰拱挠度影响线实用解析解

为解决弧长微分表达式复杂导致抛物线拱挠度解析计算繁琐的难题,采取有简单弧长微分表达式的近似曲线拟合抛物线的方法,通过以沿曲线的曲率和为量化指标评价3种曲线(直线)的拟合度,最终得出悬索线拟合度最优的结论。在此基础上,利用基本力学原理,推导出抛物线无铰拱挠度影响线解析计算公式,最后应用于实例,并与有限元分析结果进行对比。算例结果表明,公式计算与有限元分析结果最大相差不超过1%,具有非常高的工程精度,可用于工程实践。

基于挠度影响线进行桥梁有限元模型修正的研究

通过挠度影响测试,获得车辆在不同位置下,各测点的实测挠度。将挠度测试数据转变为多工况下静载数据,采用最优化理论进行结构有限元模型修正,并与基于荷载试验数据的有限元模型修正结果进行对比,二者基本吻合。在此基础上,提出了基于挠度影响线测试技术进行桥梁结构受力性能评估的实用方法。

惯性矩二次变化的变截面梁柱挠度影响系数及稳定性分析

运用纵横弯曲理论,建立考虑轴力影响的一种变截面Bernoulli-Euler梁的挠曲微分方程,对惯性矩沿轴向二次变化的变截面悬臂梁柱的刚度和稳定性进行分析,推导出变截面悬臂梁柱在复合载荷作用下的挠度与稳定性精确表达式,给出轴向压力引起的挠度影响系数精确计算式与近似计算式。

非接触式雷达IBIS-S遥测系统在桥梁挠度影响线监测中的应用研究

为解决常规接触式桥梁挠度监测中难以准确获取挠度动载影响线的问题,应用非接触式雷达微波干涉IBIS-S遥测系统监测桥梁在动载作用下的位移影响线。依托实桥现场实测,建立的有限元模型,计算考虑动载效应的位移时程分析结果,并对比分析实测与理论计算结果以验证该发方法的可靠性与准确性。结果表明IBIS-S遥测遥测系统不仅精度高,而且可以完整地获取加载整个过程的位移影响线,真实反映结构变形特征,在桥梁动挠度影响线监测具有良好的应用前景。

基于挠度影响线差值曲率的简支梁损伤识别研究

为精确评估简支梁结构的影响线特性,准确识别简支梁结构损伤,基于虚功原理推导了简支梁的挠度影响线实用解析解,并基于挠度影响线实用解析解推导出挠度影响线差值曲率的表达式。通过对表达式的分析,表明挠度影响线差值曲率在理论上具有定位简支梁结构损伤的能力,建立简支梁有限元算例进行数值模拟验证,分析了挠度影响线差值曲率对梁单元在不同程度损伤下的损伤识别效果。研究表明,挠度影响线差值曲率对简支梁结构的损伤识别效果与损伤程度成正相关,此外,挠度影响线差值曲率对单点和多点损伤均具有良好的识别效果。本研究为简支梁桥的健康监测及检测提供了理论支撑与思路,运用此指标可进行桥梁的日常巡检及结构的长期监测。

基于简支梁挠度影响线的结构损伤识别研究

为了让桥梁能更好地在服役年限服务于人类,需要加强对桥梁质量的监测与维护,对桥梁上一些较小的损伤做到早发现、早解决。以实际工程为例,采用有限元数值模拟,针对桥梁损伤前以及多种工况损伤后的挠度影响线进行提取,利用最小二乘法将其数据拟合。结果显示利用最小二乘法能够快速准确地识别损伤的位置与损伤的程度。研究结论对于进一步改进或提升简支梁等类似结构的结构监测,促进大型结构监测的大数据损伤快速识别等具有重要的参考价值。

基于无铰拱挠度影响线的上承式拱桥损伤识别研究

通过弹性中心法简化悬链线无铰拱体系力法方程,利用近似曲线拟合简化拱轴曲线积分,推导无铰拱结构拱顶冗力影响线解析表达式,研究了移动荷载与测点、损伤点相对位置之间的规律,得到结构损伤前后任意点的挠度影响线解析表达式,进而求解结构损伤前后挠度影响线差值曲率解析解.研究表明,当移动荷载作用于拱结构损伤区域内时,挠度影响线差值曲率曲线产生突变,从理论上证明了该指标可以用于无铰拱结构损伤识别,进而提出挠度影响线差值曲率损伤识别指标.以无铰拱桥主要受力构件拱肋为研究对象,通过构建不同损伤工况下挠度影响线差值曲率幅值曲线,拟合损伤程度—幅值关系公式,并反演损伤程度,实现损伤程度的精确定量,并结合某上承式箱型拱桥结构模型算例验证,表明所提损伤识别方法用于拱桥结构损伤识别效果良好,具有工程应用价值.

基于挠度差值影响线曲率的简支梁桥损伤识别

推导简支梁某一点的挠度随移动荷载位置变化的函数,在理论上证明利用挠度差值影响线进行结构损伤识别的可行性。提出利用损伤前、后某一点的挠度差值影响线曲率来识别损伤的方法,即当移动荷载位于无损区域时,挠度差值影响线曲率为0,当移动荷载位于有损区域时,挠度差值影响线曲率明显增大,且与损伤点的位置、损伤前后的刚度有关。为验证该方法的正确性,采用一个单跨简支梁算例进行有限元模拟,算例表明该方法不但适用于单处损伤的情况,而且适用于多处损伤情况,且对结构的损伤位置和损伤程度都具有准确的识别能力。

基于挠度差值影响线的简支梁桥损伤识别研究

推导了简支梁某一点的挠度随移动荷载位置变化的解析解,在理论上证明了挠度差值影响线对结构损伤识别的可行性.提出用损伤前后一点的挠度差值来识别损伤,为验证该方法的正确性,采用一个单跨简支梁进行有限元模拟.通过有限元计算表明该方法对单损伤简支梁的损伤位置和损伤程度具有准确的识别能力.

基于最小二乘法的PC连续刚构桥挠度关键影响参数优化

以某特大跨径PC连续刚构桥为研究对象,研究减小结构挠度实测值与理论计算值之间的误差。采用Midas/Civil建立空间有限元模型,计算分析了主梁挠度关键影响参数,基于最小二乘法优化关键影响参数并对模型进行调整,对比参数优化前后的计算结果可得:优化前有限元模型各控制点挠度计算值与工程实测值之间的差值为2.64~5.77 mm,优化后的差值均小于1 mm,验证了该参数优化方法的优越性。

基于挠度差值影响线的桥梁结构模型损伤识别研究

在桥梁的长期运营中,结构会逐渐发生抗力衰减和损伤积累,从而影响结构寿命及抗灾变能力,因此有必要对在役桥梁开展结构的损伤识别研究。文中以连续梁桥结构为研究对象,考虑到挠度影响线为包含更多结构信息的静力测试量,具有准确性高、获取快、测量方便的优点,能够方便的用在桥梁损伤识别中,故将其作为结构的损伤识别基本变量;通过理论推导,提出基于挠度差值影响线二阶导数的连续梁桥损伤识别方法;同时通过有限元模型分析,开展了多损伤工况算例验证与分析。结果表明,所讨论的基于挠度差值影响线二阶导数的连续梁桥损伤识别方法在用于连续梁桥结构时,能够快速准确定位损伤位置并判断损伤程度,具有一定的准确性和可靠性,并验证了方法的正确性。研究结论对于进一步改进或提升连续梁桥及类似结构的结构监测检测中损伤缺陷定位手段,促进大型结构监测的大数据损伤快速识别等提供重要的参考。

基于经验模态分解的桥梁挠度响应识别研究

桥梁影响线可以反映全桥的力学特征,为后续开展荷载作用下桥梁受力特性研究奠定基础。但在车致激励下实测挠度影响线往往掺杂较多的噪声扰动,为有效剔除桥梁影响线中的动力成分,采用经验模态分解方法,剔除影响线中掺杂的噪声成分,并通过仿真试验佐证了方法的可行性。

基于挠度差值影响线的简支梁桥损伤识别研究

针对简支梁桥损伤识别问题,利用挠度差值影响线对简支梁桥进行了损伤位置判断,推导了挠度差值随荷载位置变化的解析式,并通过有限元软件模拟的手段对该方法进行了试验验证,从中发现该方法的局限性,提出了相关意见。

不同吊杆布置形式下简支梁拱组合体系拱桥的影响线特性分析

简支梁拱组合体系拱桥是一种具有良好发展前景的大跨度桥梁形式之一。通过数例计算,分析比较了不同吊杆布置形式下简支梁拱组合体系拱桥(系杆拱、兰格尔拱、洛泽拱以及尼尔森体系拱)的影响线特性,为吊杆合理布置形式的选择提供了参考。

连续梁影响线的一种算法

本文应用单位阶跃函数,简便地得到连续梁内力及挠度影响线的解析表达式。这种方法,可以克服传统的机动法只能得出内力影响线的大致形状而得不到其精确表达式的缺点。

基于XFEM的孔洞对裂纹扩展路径影响分析

采用扩展有限元法(XFEM)研究改进CT试样中孔洞与初始裂纹尖端的夹角(θ)、距离(L)以及孔洞半径(R)对裂纹扩展路径偏转程度的影响,为了定量表示影响程度,提出挠度影响系数的概念。结果表明:当θ=45°时,挠度影响系数达到最大;挠度影响系数随着R的增大而增大,随着L的增大而减小;在R和L共同影响下,L为主导影响因素。此外引入载荷复合比M e来评估裂纹扩展特性,建立挠度影响系数与载荷复合比之间的联系。

基于多点平滑的影响线提取方法研究及桥梁状态评估

基于实测影响线的桥梁状态评估具有不中断交通、测试方便等优点,是未来中小跨径桥梁承载能力评估的重要方式,目前在实际桥梁上应用的案例较少。为此,先开展基于多点平滑的影响线提取方法研究;后结合挠度数据和应变数据,提取桥梁挠度影响线和应变影响线;在此基础上,再开展基于峰值的桥梁状态评估和基于设计活载响应对比的桥梁状态评估。结果表明:1)建立的影响线方法可用于实际桥梁的挠度和应变提取影响线,尤其是测试结果出现很多芒刺时,采用五点三次平滑法既能保证数据准确,又能平滑数据;2)评估结果显示,挠度校验系数在0.29~0.46之间,应变校验系数在0.10~0.37之间,表明测试桥跨的刚度和强度在现有状态下满足通行设计活载的要求。

钢-混组合梁荷载-温度效应的统一解析模型

基于欧拉伯努利梁理论,提出非均布荷载、轴向力、梁端弯矩和非线性温度分布共同作用下的有滑移组合梁统一解析模型,推导组合梁挠度、界面剪力、滑移及截面应力的计算公式,开展简支组合梁和连续组合梁算例分析,讨论界面刚度和温度作用对界面滑移和挠度的影响.研究结果表明,组合梁温度作用产生的挠度与界面滑移由等效温度滑移应变和等效温度曲率决定,可以通过将桥面板与钢梁的温度分布各自分解为有效温度、竖向线性温差和残余温度等相互独立的3部分进行计算.简支梁和2跨连续梁算例在温度作用下的界面滑移沿梁长呈现反对称分布,滑移主要集中在距端部小于2 m的范围内,受滑移的影响,组合梁端部桥面板底面的拉应力水平较高,可以超过2 MPa,增加了底面混凝土开裂的风险.提出了温度作用下界面滑移组合梁的挠度影响系数,可以用于组合梁挠度的快速计算,其大小不仅与界面完全连接与界面无连接时组合梁的抗弯刚度比和组合效应系数有关,还受温度作用系数的直接影响.