基于荷载形函数的大跨桥梁结构移动荷载识别

大跨桥梁结构中的移动荷载识别是结构健康监测的重要组成部分之一,其作为动力学中的反问题,存在唯一性及稳定性等病态问题。本文首先推导出移动荷载作用下结构响应的卷积形式的离散公式,然后利用有限元理论中的形函数拟合移动荷载,推导出基于荷载形函数的移动荷载识别表达式。将移动荷载的识别转化为荷载形函数拟合系数的识别,降低了需要识别的未知量,减小了逆运算的计算量,消除或减弱逆问题病态性,并提高了计算效率。利用某大跨刚构-连续预应力混凝土桥梁修正后的有限元模型进行数值仿真,考虑路面粗糙度,由模态叠加法计算移动荷载作用下的响应;然后采用荷载形函数方法识别移动荷载,证明该方法在5%以下的噪声时能快速并精确识别复杂桥梁结构的移动荷载。     

安装固定气动翼板的大跨桥梁抖振分析

建立了安装固定气动翼板的大跨桥梁多模态耦合抖振分析框架，推演了作用在整个桥梁-气动翼板系统上的抖振力和自激力的显式表达式，考虑了多模态耦合效应．基于有限元法，作用在主梁-气动翼板系统上的抖振力转化为节点力，进一步得到作用在整个桥梁上的抖振力并导出了其功率谱密度矩阵；作用在主梁．气动翼板系统上的气弹自激力转化为节点力，并将其表达为气弹刚度矩阵和气弹阻尼矩阵．通过组集得到系统的运动方程，然后运用虚拟激励法在频域计算系统的抖振响应．以某大跨斜拉桥为例进行研究，结果表明：在主梁下方安装-对固定气动翼板后，主梁的扭转角位移、角加速度以及侧向加速度响应能够得到有效控制。     

钢球—限位系统隔离桥梁结构水平地震作用的试验及分析

本文对钢球—限位桥墩基础隔震系统进行了模型试验,并用数值方法对这种隔震系统限位装置的刚度与隔震效果进行了一些比较计算,结果表明：该隔震系统能有效地隔离水平地震力作用,且其限位装置刚度的合理选择,对桥墩隔震效果是更加有利的。本文提出的桥墩基础隔震方法具有较好的工程应用前景     

层间隔震结构的能量平衡

从能量观点出发,引入设计用能量谱的概念,分析了地震输入能量在层间隔震结构中的分配和耗散。推导出了基于能量平衡的层间隔震结构的隔震层总剪力、最大变形以及基底剪力的地震响应预测式,分析了隔震层刚度、阻尼以及隔震层的设置位置等参数对层间隔震结构减震性能的影响,并阐明了其自身的减震控制机理。研究表明,基于能量平衡的分析方法是一种预测层间隔震结构地震响应和评价其减震性能的有效手段。     

分布式光纤传感器在预应力结构健康监测中的应用

 光纤传感器是近年来随着光导纤维技术的发展而出现的新型传感器,它具有抗电磁干扰能力强、安全性能高、灵巧便捷、使用方便等特点。光纤传感器的基本原理是将光源入射的光束经由光纤送入调制区,在调制区内,外界被测参数与进入调制区的光相互作用,使光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等)发生变化成为被调制的信号光,再经光纤送入光敏器件、解调器而获得被测参数。随着交通运输的发展而发展起来的近代桥梁,至今已有200多年的历史。1989年,美国首次提出将光纤传感器埋入混凝土建筑和结构中以后,英国、加拿大、日本、西班牙、韩国等一些国家相继在这一领域投入大量精力进行光纤传感器在混凝土结构中的应用研究。     

桥墩防护钢绳圈同期作用历时的数值分析

通过动态有限元数值模拟，对钢绳柔性防撞装置在船－桥撞击过程中诸钢绳防撞圈同时发挥作用的所谓“同期作用历时”进行了数值分析，并分析讨论了钢绳防撞圈的柔度特性对于“同期作用历时”的影响。     

桥梁拉索表面缺陷的分布式机器视觉检测

介绍了一种桥梁拉索表面损伤缺陷的分布式视觉检测系统。系统以DSP(Digital Signal Processor)芯片TMS320DM642(简称DM642)为核心处理器,协同控制辅助机械装置,实现拉索表面缺陷检测。提出并采用改进的中值滤波对CCD采集到的拉索表面图像进行图像预处理,采用改进的Sobel边缘检测算法对缺陷进行边缘检测;对分割后的缺陷目标进行决策判别,实现桥梁拉索表面缺陷的智能检测。实验结果表明,系统可检测出桥梁拉索表面损伤面积大于1cm2的缺陷,处理速度达到了5cm/s,满足了快速有效的检测要求。     

发挥三角代换法在解题中的“桥梁”作用

“解题的成功要靠正确思路的选择,要靠从可以接近它的方向去攻击堡垒”（美国数学家G·波利亚）．解题过程就是不断地将未知转化为已知的过程．而“三角代换法”则是实现这种转化的重要手段之一．它的策略思想是：根据题目的结构特征,引进三角代换,利用三角知识解题的一种方法．用这种方法解某些数学题,往往能化繁为简,变难为易,得到简捷合理的解题途径．下面举例说明,供读者参考．     

预应力混凝土桥梁结构非线性仿真研究

针对现代预应力桥梁结构受力复杂、非线性效应明显的问题,从理论上对其非线性仿真方法进行了探讨。通过在实体等参元中引入梁和板壳等理论,提出了用于复杂混凝土桥梁结构仿真建模的实体退化系列单元;从预应力筋的实际作用机理出发,提出了预应力效应分析的二阶段法;建立了混凝土徐变的三参数粘弹性模型,并推导了三维徐变效应分析的递推公式;从几何非线性、材料非线性及求解方法等三个方面对混凝土开裂及极限承载能力分析的具体实现方式进行了讨论。用三个算例分别对预应力、徐变及极限承载状态等的分析方法的有效性进行了验证。结果表明,本文方法能更真实有效地模拟实际结构,客观分析预应力及徐变的三维效应,可以准确预测结构的开裂及极限承载状态,具有很强的适用性。