桥梁振动的激光干涉测量方法

为了实现对新建桥梁的质量检测及现有桥梁健康状况的定期检查,分析和评估桥梁结构振动特性,掌握抗震性能变化情况和趋势,本文提出了激光干涉测量桥梁振动频率的方法,克服了现有测量方法精度低、电磁干扰大、传输距离受限等缺点.实现了对桥梁振动情况的检测,为桥梁勘测提供了重要的分析数据,结构简单、测量精度高、应用前景广阔.     

基于高斯曲率极值点的桥梁结构损伤识别方法

目前中小桥梁日常安全巡检存在对检查人员依赖性高、缺乏可量化的科学依据等不足。针对这些问题,本文提出了一种利用高斯曲率极值点对结构进行损伤识别的方法。将桥面视为受弯弹性薄板,根据弹性薄板的弯曲理论得到了在荷载作用下结构刚度变化与桥面弯曲程度(高斯曲率)的理论关系,并由此推导了高斯曲率对结构刚度损伤的敏感程度公式。通过有限元建立了一座简支T梁模型,并在主梁肋板上设置不同高度、不同位置和不同数量的裂缝来模拟结构刚度损伤。计算了在自重作用下,裂缝高度、位置、数量与桥面高斯曲率变化的关系。分析结果表明,桥面的高斯曲率分布清晰地映射了结构的刚度分布,高斯曲率极值点明确地指征了桥梁的损伤位置。借力三维激光扫描等全息现代测量技术,本文的研究成果为高效量化的桥梁结构损伤识别提供了有效的分析手段。     

移动力作用下考虑自由振动与阻尼影响的简支梁桥动力响应理论解

对于移动力作用下简支梁的振动,推导了考虑阻尼和自由振动影响的动力学方程用以研究简支梁桥在车辆荷载作用下的动态挠度响应,并通过动力学有限元方法验证了该理论解的可靠性.利用该理论解探讨了影响车辆荷载冲击系数的主要因素,包括车辆的速度、桥梁的自振频率、结构材料类型和阻尼等,所得结论可为桥梁结构的减振降噪提供参考.     

公路桥梁内力包络图的仿真计算

移动荷载作用下的内力包络图的计算是一个典型的可以用计算机仿真解决的问题．用计算机模拟汽车荷载在公路桥梁上以小步长移动,每一步画出桥梁结构的内力图．当汽车荷载通过桥梁时,这些内力图将填充成一个区域．这个区域的上、下边界线就是桥梁结构的内力包络图．内力包络图的算法不依赖影响线的概念,在理论和实践上,简化了内力包络图的计算．     

基于广义卡尔曼滤波的桥梁结构物理参数识别

基于广义卡尔曼滤波提出了随机荷载作用下桥梁结构物理参数的识别方法。首先,以荷载为观测对象,推导出基于有限元模型的桥梁结构系统的观测方程,以结构待识别的物理参数为状态向量,建立系统状态方程;然后,对该状态方程和观测方程构成的非线性参数系统应用广义卡尔曼滤波,从而识别出结构的物理参数。对一座简支梁桥和一座三跨连续梁桥在不同工况下的物理参数识别进行了数值仿真,结果表明本文方法能够准确地识别桥梁结构全部刚度参数、质量参数和阻尼参数,且具有很强的抗噪性能,从而验证了本文方法的有效性和鲁棒性,可应用于识别大型桥梁结构的物理参数。     

桥梁结构移动平稳随机荷载识别新方法

移动的平稳随机荷载对简支梁的作用,相当于固定的调制函数已知的非平稳随机荷载对简支梁结构的作用.本文以此为基础,研究了移动平稳随机荷载的识别问题.首先基于虚拟激励法的思想,利用特征值分解及奇异值分解技术,由虚拟位移响应反演虚拟广义坐标,有效地避免了矩阵求逆,得到高精度的广义坐标谱;同时利用Wiener-Khintchine关系及Duhamel积分,由广义坐标谱值反演得到平稳随机激励谱密度.仿真算例表明,只要适当地选取参振振型及测点位置,本文方法可以有效地识别桥梁结构的移动平稳随机荷载.     

钢纤维聚合物高强混凝土疲劳性能的实验研究

钢纤维聚合物高强混凝土(SPHC)是本课题组最近研发的新型混凝土桥梁结构材料。为了探明SPHC的疲劳性能,本文采用对比分析的方法,对实桥上应用的SPHC及其静力学性能相近的C60混凝土的疲劳性能展开实验研究,得到了这两种材料的S-N实验曲线。研究结果表明,与C60混凝土相比,SPHC材料由于掺入了钢纤维和聚合物乳胶,增加了韧性及抗裂性能,使其抗疲劳性能得到了大幅度的提高。该新材料的实桥应用,将有效地提高桥梁结构的疲劳寿命。     

光纤Bragg光栅传感器在桥梁监测中的应用

论述了采用布拉格光栅对应变进行传感的理论和方法,得出了布拉格中心波长与应变之间的理论关系式,并实际监测了宁波市招宝山大桥在车辆载荷下的应变.监测结果表明:光纤Bragg光栅可以方便地监测大桥的疲劳损伤,为桥梁结构的健康诊断提供了相应的依据.     

几种实体桥梁的光弹实验分析与结构评价

为探询桥梁整体结构特点,按照实验力学的相似理论,采用数控加工方法将六种典型实体结构的桥梁制成光弹性模拟试件。通过光弹性实验分析获取它们承载状况下的等色线和等倾线图,经计算机数据采集和处理后,得到模型结构的二维应力分布趋势以及应力沿桥面的变化规律。根据系统工程理论,对它们整体结构进行评价并提出局部改进建议。实验证明光弹法对桥梁结构及复杂弹性几何体承载规律的研究非常有效,是研究这一类问题的一种很好的实验仿真方法。结合理论计算和专家分析系统可以综合的进行桥梁结构方案的优选设计,为理论计算的准确合理性提供实验依据。该实验研究结果可以作为桥梁结构教学素材,为实际建桥方案的拟定提供参照。     

桥梁结构静动力性能分析及其CAD微机系统

本文介绍了桥梁结构的力学计算方法，对桥梁结构ＣＡＤ系统的研制和设计方法进行了初步探讨，并列举应用实例说明了平面连续梁模型和空间有限元模型计算结果的区别，表明对桥梁结构进行全面的力学性能计算分析是十分必要的．