轻型墩桥梁结构被动控制研究

针对地震作用下轻型墩墩顶位移控制设计问题,提出采用多重调谐质量阻尼器(MTMD)对其位移进行控制,以降低对轻型墩的延性要求.首先将被控结构简化为单自由度体系,建立结构-MTMD系统力学模型和运动方程,分析MTMD各设计参数对动力放大系数的影响规律.在此基础上,针对某一轻型墩桥梁设计MTMD,进行不同地震波作用下的减震时程分析,并与调谐质量阻尼器(TMD)的振动控制效果进行比较.

大型预应力混凝土结构预应力筋应力测试技术研究

预应力筋是大型预应力混凝土结构中的关键受力构件,其应力状态对结构整体性能起着关键作用。该文从传感器布设位置的角度,对当前国内外采用的预应力测试方法进行了研究,在分析各类测试方法的优缺点和适用性的基础上,指出了其难点和关键问题,并对其未来发展的研究方向进行了展望。

MTMD参数对结构振动控制影响研究

将被控结构简化为单自由度体系,建立了结构-MTMD系统的力学模型和运动方程,对MTMD的参数及其对结构振动控制效果的影响进行了研究。结果表明:MTMD的总质量比、阻尼比、中心频率比、频带宽度和TMD的个数等参数对结构振动控制有重要影响,设计中应根据实际结构的具体情况对MTMD的各种参数进行必要的优化,以获取最优的控制效果。

斜拉桥耳板索梁锚固结构受力特性研究

通过解析方法对南京二桥索梁锚固处的接触应力进行了理论计算 ,简要介绍了耳板锚固模型试验 ,对接触应力的大小和耳板上的应力分布进行了研究 ,并对照有限元空间计算 ,得出了一些有益的结论。

大跨度铁路桥梁健康状态评估的统计对比诊断方法研究

利用桥梁结构长期健康监测系统获取的大量数据,结合大跨度铁路桥梁的结构受力特点,提出了一套基于静力识别的统计对比诊断桥梁结构整体性能的评估方法。其基本思路是:先根据桥梁结构完好状态下监测系统所采集到的环境变量(包括环境温度、湿度及荷载等)与结构响应变量的大量样本,采用统计分析的方法建立环境变量与结构响应变量之间的函数关系;在诊断和识别桥梁结构是否异常时,将实测环境变量代入以上函数,预测结构的响应量值,并计算出实测响应量与预测响应量的差值,再将这个差值与事先拟定的诊断标准进行比较,判别桥梁结构是否发生异常。这种方法可以综合考虑多种因素对结构响应量的影响,有望实现对桥梁结构健康状态的实时评估。

埋入式F-P光纤温度传感器在混凝土结构水化热测试中的应用研究

光纤传感器的研究应用代表着土木结构健康监测技术的发展趋势。本文对基于白光干涉的埋入式F-P光纤温度传感器的测试理论及主要结构参数进行了分析研究,详细介绍了光纤温度传感器的制作过程及制作特点,并对光纤温度传感器进行了温度标定试验、防水试验和高低温热循环试验等性能考核试验。研制开发的光纤温度传感器在秦沈客运专线辽河特大桥水化过程监测试验中得到了大量应用,成功实现了混凝土结构内部进行温度的长期监测。试验室性能考核试验和现场试验结果表明:该传感器具有优良的精度稳定性和防水性能,能够满足施工现场复杂状况下混凝土结构长期温度监测的要求。

大型结构温度场实时监测系统

结构健康监测在土木工程学科中具有重要的理论意义和工程价值。其中,温度监测是大型结构健康监测与评估的一个重要方面。以芜湖长江大桥健康监测中的铁路桥连续梁部分分布式温度监测为背景,开发了基于数字式温度传感器DS18B20的大型结构温度场实时监测系统。该系统已经成功地应用在芜湖长江大桥和郑州黄河大桥健康监测系统中,实现了对桥梁结构温度场的实时监测。应用情况表明:该系统具有实时性强、可靠性和准确性高、性价比高、通用性好等特点,对其他大型结构的温度场监测具有重要的参考价值。本文介绍DS18B20的特点、工作流程和系统的软硬件实现技术,并对系统的现场应用情况进行总结。

光纤传感元结构材料对其温度响应的影响研究

光纤传感元的结构形式和材料组成会影响温度作用下光纤的实际变形,从而影响其具体传感特性。理论分析并推导了温度作用下涂覆光纤和套塑光纤实际变形的表达方程式,定义了对应具体光纤结构的等效热膨胀系数。建立了涂覆光纤和套塑光纤的有限元仿真计算模型,具体研究了各层材料间沿轴向和径向的应力和变形分布规律。在此研究基础上分析了涂覆光纤光栅以及干涉型光纤传感器的温度响应公式的具体表达形式,研究结果同样适用于其它各类本征型光纤传感器的温度响应分析。

M TMD控制铁路轻型墩横向振动研究

针对铁路提速后大部分轻型墩桥梁横向车桥耦合振动幅值超限问题,提出采用MTMD(Mu ltip le TunedM ass Damper)对其进行被动控制。首先将被控结构简化为单自由度体系,建立了结构-MTMD系统力学模型和运动微分方程,全面系统地分析了MTMD各设计参数对动力放大系数的影响规律。经分析可知,MTMD的频带宽度、阻尼比、质量比、中心频率比和TMD的个数对结构振动控制有重要影响,应对其进行优化。在此基础上,以一轻型墩特大桥为例设计MTMD,并对采用MTMD控制铁路轻型墩横向车桥耦合振动的效果进行了分析。

墩梁频率比对桥跨结构动力性能的影响研究

以 3种不同跨度的铁路标准预应力混凝土T梁和双柱式轻型墩为研究对象 ,分别建立 4种不同的计算模型 ,较为系统地分析墩梁频率比对桥跨结构动力性能的影响规律 ,得出计算公式 ,对桥梁状态评估和故障诊断都具有非常重要的参考价值。

钢筋混凝土结构耐久性及裂缝问题研究的现状

阐述了钢筋混凝土结构耐久性研究的现状 ;从开裂理论、有限元计算和修复等方面论述了对裂缝问题的研究 。

大型桥梁光纤传感监测技术及其信息处理方法研究

光纤传感器以其特有的优点正逐步取代某些传统传感器而成为土木工程领域的新焦点。本文介绍了目前光纤传感监测系统在国内外的发展应用现状及其信息处理方法 ,并论述了基于光时域反射技术的分布式光纤传感器所存在的一些问题及其发展前景。

温度对结构模态参数的影响研究

在完成结构刚度矩阵计算的前提下,以桁架结构和矩形截面悬臂板为模型,利用有限元程序ANSYS进行建模,分析了不同类型的结构在温度变化作用下的响应,从而得知温度变化对桁架结构的模态参数影响不大,而对矩形截面悬臂板梁的模态参数有一定的影响。

用于大型结构安全监测的高速数据采集系统

为了满足大型结构安全监测中高速数据采集的需求,介绍了基于嵌入式微处理器LPC2132和Rabbit3000的高速数据采集系统,并通过以太网实现了数据的远程监测。介绍了系统的硬件结构和主要的软件设计,最后通过山西小沟特大桥的使用情况验证了其性能。

白光干涉型光纤应变传感器在砼结构中的应用研究

针对混凝土结构施工和长期安全监测的要求,研制出一种适用于混凝土结构长期健康监测的埋入式白光干涉型光纤应变传感器。将所研制的光纤应变传感器埋入到混凝土模型梁内部,进行了静载试验和疲劳试验。试验结果表明:所研制的埋入式白光干涉型光纤应变传感器具有良好的线性度、灵敏度。经过200万次的疲劳试验后传感器仍性能稳定,完全能够满足混凝土结构长期应变监测对传感器的性能要求。

小波变换在结构损伤识别中的应用研究

针对土木工程结构的复杂性和数据的不完备性,以小波分析为理论基础,结合多尺度分析理论和数值模拟,对结构损伤识别进行了研究。主要分析了结构动力参数在损伤后的变化特征,对单自由度框架的加速度信号进行小波分析,得到结构损伤的时刻;研究了利用空间域信息对结构损伤位置的识别问题,对带裂缝悬臂梁的变形曲线进行小波变换,判定了结构损伤位置。

PVDF压电薄膜结构监测传感器应用研究

压电材料是目前在智能材料系统研究中应用最为广泛的传感材料之一。由于PVDF压电薄膜具有制作成本低、机械性能好、灵敏度高等优点而受到了广泛关注。以PVDF压电薄膜作为结构监测的传感元件,对PVDF的应变传感原理进行了研究,并建立了基于信号采集与处理的PVDF应变监测系统,最后对PVDF监测构件裂纹进行了实验。实现了压电薄膜的应变与裂纹监测,为实际工程应用奠定了基础。

桥梁结构损伤识别的预测模型研究

多元回归分析在工程实际和科学研究中有着广泛的用途,无论是对未来的经济预测还是对结构的健康评估都将起到重要的作用。介绍了基于数理统计理论建立多元逐步回归预测模型的方法,并将其运用到损伤识别领域。根据监测系统所获得的桥梁结构健康状态下的测试数据所建立的预测模型可用于桥梁结构的损伤识别,并且这种方法可考虑各种因素对结构响应量的影响,识别效果好,适用性强。

芜湖长江大桥长期健康监测与报警系统研究

介绍芜湖长江大桥长期健康监测与报警系统的结构体系、总体目标和主要监测内容,同时还介绍该系统的设计方案、总体要求和数据采集、数据库管理与查询的主要功能及安全报警功能。该系统是一套完整的以环境监测、桥梁结构性能监测、列车行车安全监测为主体的由多参数、多种传感器和相关调理仪、多测站及两级计算机局域网构成的综合性大型桥梁结构长期健康监测系统。在监测系统中,采用“小集中”分散数据采集组网方式,通信网络简洁,系统抗干扰能力强、传输速率快、故障率低、检查维修方便,而且运行性能稳定,监测数据结果准确、可靠。全部监测数据实现了边采边显,波形显示形象逼真,刷新速度快,数据库管理科学,查询方便、快捷。

日本列车横风和强风对策研究

随着我国列车提速和高速客运专线的发展,列车的空气动力学问题变得越来越突出和重要。对该问题进行研究时,借鉴铁路发达国家的研究成果是有意义的。日本的铁路发展较早,现代化程度较高,同时因地域关系,台风和龙卷风发生频繁,由此引发的列车事故严重,相关的研究也深入。本文分别介绍了日本列车横风灾害和横风导致列车倾覆机理及计算模型的研究、列车空气动力学专用大型风洞研究、不同外形列车与铁路构造物(桥梁、路堤等)组合的风洞试验研究成果和足尺模型在自然风环境下的测试结果、列车倾覆临界风速研究和保障列车安全运行的管制制度和设置防风栅研究等,为我国高速列车的空气动力学研究提供参考。