风致弱振下高层建筑舒适性评价研究

基于结构安全的高层建筑理论计算模型所确定的结构动力特性与实测值往往有较大差别,这会使结构动力响应的计算及风振舒适度的评价产生较大误差。针对此问题,基于风振舒适度评价的目的,考虑填充墙、楼板装饰面层、楼梯和活荷载取值四种精细化模型修正因素,提出了基于舒适度评价的高层建筑精细化计算模型的一般构建方法。通过实测和理论分析对某沿海高层建筑的精细化计算模型进行了研究,对精细化模型的修正因素进行了探讨。结果表明:精细化模型修正因素中填充墙对结构动力特性的影响最大,精细化计算模型的动力特性与实测值更吻合,更准确地反映了结构真实的振动特性。精细化计算模型的研究工作可为此类高层建筑的风振舒适度评价提供借鉴。     

NRS下多证据融合的混凝土桥梁耐久性评估模型

为准确评估混凝土桥梁的耐久性,提出基于邻域粗糙集(NRS)与D-S证据理论的评估模型。首先,根据混凝土桥梁的结构特征,构建耐久性评估指标体系,并建立起耐久性评估数据库;其次,结合数据库,采用NRS的上下近似定义,确定不同评估指标的基本信度分配,并基于各指标的综合权重构造证据折扣因子,实现对初始基本信度分配的修正;然后,通过D-S证据理论合成规则进行融合,得出耐久性状态等级命题的置信度,进而根据最大隶属原则确定耐久性状态等级;最后,以多座在役混凝土桥梁的实测数据进行算例验证。结果表明：利用该模型获得的耐久性评估结果与现场实测结果一致,相较于传统的评估模型,该模型不仅能更准确地评估混凝土桥梁的耐久性,而且,能通过置信度反映耐久性的劣化趋势,这可为混凝土桥梁的维修加固、养护提供参考依据。     

基于车桥耦合振动分析的桥梁损伤诊断方法评述

车辆通过桥梁时,桥梁和车辆的动力响应都包含桥梁结构模态或者几何参数信息,对它们进行分析能识别桥梁的模态参数和损伤。结合国内外最新研究成果,综述基于车桥耦合振动分析的桥梁结构损伤识别技术,并与传统识别方法进行比较。指出其优缺点;详细介绍基于灵敏度分析和模型修正的方法、基于结构刚度搜索的方法、利用车辆响应傅立叶变换识别桥梁频率的方法、利用车激桥梁响应的小波变换识别桥梁模态参数的方法以及综合利用车辆和桥梁响应识别桥梁损伤的方法等5种参数识别与损伤诊断方法的基本原理,并总结上述方法的实施步骤和应用时应该注意的问题;指出了该领域的关键问题和进一步的研究方向。     

公路桥梁结构运营荷载下安全状态评价方法

为解决公路桥梁结构在随机运营荷载作用下安全状态评价难以量化的问题,提出基于实际影响线确定其性能状态的评价方法。首先,明确桥梁结构在车辆多轴力与单轴力荷载作用效应之间的数学模型基础上,采用莱文贝格-马夸特(LM)算法建立识别实际影响线的优化分析模型,并通过算例对模型进行理论验证;然后,根据行业技术标准规定,确定运营荷载下桥梁安全状态划分方式及具体的评价指标;最后,以公路预应力连续梁桥为对象,用所提出的方法进行实际影响线识别及安全状态评价。结果表明:以识别的影响线为依据计算的重车作用效应与加载实测结果偏差低于5%,可通过运营荷载的作用效应幅值快速进行安全状态评价。     

基于应变和PSO-BP神经网络的连续梁桥损伤识别方法

以连续梁桥为研究对象,建立了基于应变的损伤识别方法。提出将伪比能变化率作为损伤识别指标,并针对BP神经网络易陷入局部极小的缺点,用改进粒子群(PSO)算法优化BP神经网络的权值和阈值参数,建立PSO-BP网络预测模型。通过建立一座三跨连续梁桥有限元模型,以桥梁易损区域作为损伤识别对象进行数值模拟。结果表明,以伪比能变化率作为损伤识别指标,可以很好地实现对桥梁单位置和多位置损伤的定位及损伤程度识别,损伤程度识别的最大相对误差为3.14%,且网络内插能力优于外延能力。与传统BP神经网络比较,PSO-BP神经网络拥有更为精准的预测能力。     

铁路连续梁桥铅芯橡胶支座的减隔震研究

考虑了铅芯橡胶支座的非线性特性和桥梁结构的相互影响 ,并在建立有限元铁路连续梁桥全桥动力分析模型的基础上 ,采用了时程分析的方法 ,对不同地震输入激励条件下的铁路连续隔震桥梁的动力响应及参数影响规律 ,进行了计算研究 ,取得了一些有实用价值的结果 ,为铁路连续梁桥的减隔震设计 ,提高桥梁结构的抗震安全性提供了科学依据和重要参考。     

客运专线桥梁的地震能量响应分析

在依据能量平衡原理建立的客运专线桥梁地震能量方程的基础上,考虑柔性地基效应和地震动特性的影响,利用大型有限元分析(FEA)软件ANSYS建立某客运专线双柱式桥墩的FEA模型。研究了考虑土-结构相互作用效应的客运专线桥梁进入非弹性状态后的地震能量响应以及各类能量在结构整体系统中的分配规律。分析结果表明:结构滞回耗能和阻尼耗能是客运专线桥梁消耗地震能量的主要方式,而土-结构相互作用和地震动峰值加速度(PGA)对客运专线桥梁的地震总输入能、滞回耗能、阻尼耗能有显著影响,不容忽视。     

基于自适应模糊推理和RBF网络的桥梁安全评估

为准确评估桥梁的安全性能,根据钢筋混凝土桥梁的结构特征,首先构建桥梁安全性评估指标体系,确定评估指标的分级标准;然后使用径向基函数神经网络(RBF)替代传统的BP神经网络,优化学习速度和适用范围;其次结合自适应模糊推理,建立基于自适应RBF神经网络-模糊推理的桥梁安全性评估系统;最后用该系统评估某钢筋混凝土桥梁的安全性能。示例分析结果表明,大量专家评估意见调查数据,可为评估系统提供足够的输入数据,学习后的系统的输出结果与专家的评估意见误差减小,可用于评估桥梁的实时工作状态。     

桥梁结构安全性评价力学状态参数标定方法

为建立有效的桥梁结构安全评估有限元模型,提出基于桥梁结构诊断试验数据的力学参数标定方法,考虑力学参数及作用效应参数量值的相关性,结合对两者的规则化,消除灵敏度分析时灵敏度矩阵的奇异性;在优化目标函数中引入罚函数来改善收敛效率及收敛性;并通过标定一座在役桥梁结构力学参数有限元模型,分析试验测试数据与以基于结构设计参数得到的作用效应值偏差较大的原因,并验证所提出方法的有效性。结果表明:基于诊断试验的桥梁结构力学参数标定方法,可有效解决传统分析方法与试验结果差异较大的问题,有助于准确评价桥梁结构安全性。     

配对进近侧向位置误差QAR参数关联性分析

为研究配对飞机进近阶段飞行员操作和环境因素与侧向位置误差间的关联性,结合快速存取记录器(QAR)数据,基于飞机侧向位置修正过程,识别影响侧向位置误差的QAR参数;建立模糊关联模型,模型中运用模糊C均值(FCM)聚类方法将QAR参数的样本值聚类,得到每个参数的隶属度矩阵;结合Apriori算法,挖掘参数间及参数与侧向位置误差间的关联规则;基于关联规则量化其中的关联性,使用A320-200的真实样本数据进行关联性分析。结果表明:识别出的QAR参数在指定30%支持度下都与侧向位置误差相关;飞机的仰角、坡度、方向舵位置以及风向对侧向位置误差影响较大。     

CEEMD-FCM模型下的管道缺陷识别方法

为提高管道缺陷识别精度,利用补充集合经验模态分解方法(CEEMD)和模糊C-均值(FCM)聚类算法,提出CEEMD-FCM的管道缺陷识别模型。首先,分析管道缺陷信号波形特征,引入粒子群优化算法(PSO)改进小波阈值降噪方法,实现管道缺陷信号的降噪;然后,采用CEEMD分解缺陷信号,并借助能量熵原理提取缺陷的特征参量;最后,利用模拟退火算法(SA)和遗传算法(GA)优化FCM,完成管道缺陷的分类。结果表明:基于CEEMD-FCM模型的管道缺陷识别方法的综合识别精度达到87. 5%,可实现石油化工领域管道缺陷模式的精准识别,保障管道安全运行,降低事故发生率。     

基础弹性刚度变化对铁路简支梁桥地震响应的影响研究

以某特大铁路简支梁桥为例 ,考虑m值变化对基础弹性刚度的影响 ,笔者建立了铁路简支梁桥单墩有限元计算分析模型 ;运用大型通用软件ANSYS ,采用时程分析方法 ,对不同地震输入激励条件下的桥墩动力响应进行计算研究 ;研究结果表明 ,m值变化引起的基础竖向刚度的变化对桥梁结构地震响应的影响较大。笔者的研究成果为硬土质基础的铁路简支梁桥的抗震安全设计 ,提供了重要参考。     

HHT和SVM在机械安全评估与预测中的应用研究

为提高大型复杂机械设备运行的安全性和可靠性,在监测机械设备振动状态的基础上,采用希尔伯特-黄变换(HHT)技术处理信号,将获得的振动频域能量值作为机械设备性能退化的特征量;进而采用网格搜索法(GS)和交叉验证法(CV),优化支持向量机模型(SVM)参数,以提高退化特征量预测精度;并据此建立一种状态空间划分法,用以评估并预测机械设备安全状态。最后,用所建立的方法评估并预测无刷直流电机振动状态和相应的安全状态,预测结果的相对误差仅为1.17%。     

桥梁伸缩缝服役性能劣化的概率预警方法北大核心CSCD

为评估大跨桥梁的伸缩缝服役性能以确保其安全运营,提出了一种桥梁伸缩缝温致位移概率建模方法,在此基础上实现伸缩缝服役性能劣化预警。首先,基于正常服役状态下获取的长期监测数据对桥梁结构温度场及其伸缩缝位移的联合概率密度进行建模;其次,利用该模型对未知服役状态下温致伸缩缝位移的条件概率密度进行预测;最后,通过对比伸缩缝位移的实测值和预测概率密度评估其服役状态。采用某大跨斜拉桥的监测数据验证其有效性,结果表明:所提方法能有效建立结构温度场和伸缩缝位移的联合概率密度模型,且能准确预测温致伸缩缝位移的条件概率密度;其对伸缩缝服役性能劣化的预警能力亦优于传统方法。     

基于安全熵的信号控制路段行人过街风险评估模型

为定量分析信号控制路段行人过街安全性,首先通过实地调查分析行人过街特性;然后提出安全熵概念,在修正传统COX比例风险回归模型基础上构建安全熵模型;借助主成分分析法提取影响行人过街危险度主成分求解模型,运用模糊理论划分安全等级,并将模型用于评价南京市儿童医院外一处信号控制路段行人过街安全性。研究表明:绿灯惯性心理和红灯截尾心理是支配信号控制路段行人闯红灯的主要心理;水平截集α越高对安全等级评估越保守,α=9时所得熵值集合可作为安全等级划分依据;实例应用得到南京市儿童医院外一处信号控制路段行人过街安全等级为C级,与实际情况相符。     

基于PSO优化BP神经网络的水质预测研究

为快速准确地预测河流水质,结合汾河监测数据,使用粒子群算法(PSO)优化BP神经网络模型(PSO-BP)进行水质预测.通过灰色关联度分析确定输入变量,利用PSO算法修正BP网络的初始权值、阈值,优化神经网络结构及算法全局收敛性.采用该模型对汾河主要污染物指标COD、BOD5、氨氮、挥发酚等进行预测和验证.结果表明,与传统的BP神经网络模型相比,PSO-BP模型使最大相对误差从15.43％减小到1.46％,其平均误差由4.00％减小到1.01％,预测均方根误差从5.956×10-3减小到1.605×10-4.因此,基于PSO-BP神经网络模型的预测更加精确,可用于水质预测.     

预应力混凝土桥梁腐蚀后的受力性能分析

结合某铁路大桥预应力钢丝锈断后梁体的受力性能分析,对预应力混凝土桥梁腐蚀后的耐久性评估方法进行了探讨。首先,用静载试验加载方法对腐蚀梁体进行了实桥试验,分别对每孔2片T型梁的跨中挠度、支座压缩量、跨中及L/4截面混凝土应力、内梁预应力钢丝锈断截面处的混凝土应力进行了测试;然后,对受腐蚀预应力混凝土桥梁进行了有限元分析。介绍了正常梁体和腐蚀梁体的有限元模型、有限元网格剖分建立。在预应力梁体的耐久性分析中,应重点考虑预应力筋锈蚀的影响,并给出了预应力筋的简化分析模型。通过对梁体有限元计算结果和试验值的比较,验证了计算模型基本上能准确地反映梁体的受力情况,说明可以采用有限元方法对预应力混凝土桥梁腐蚀后的耐久性进行评估。     

基于车桥耦合振动的高速铁路系杆拱桥吊杆优化布置*

为研究吊杆布置形式对系杆拱桥动力特性的影响,以建成的某主跨度128 m系杆拱桥为工程背景,将车速、吊杆布置形式作为影响因素建立全桥有限元模型;车辆动力模型采用CRH2型动车组,并利用有限元软件ANSYS以及UM（Universal Mechanism）动力学分析软件联合进行仿真分析;研究桥梁结构的吊杆布置形式以及列车过桥运行速度对系杆拱桥结构自振及动力响应的影响。结果表明:斜吊杆拱、网状吊杆拱能明显提高面内振动的自振频率,对面外振动影响微弱;随着速度的增加,位移、加速度、冲击系数等大致呈增大的趋势,且速度等级越高其增大趋势越显著,桥梁的各项动力响应参数均在规范允许限值内;3种不同吊杆布置形式相比较,桥梁跨中横向位移基本不变,网状吊杆拱可以明显降低跨中竖向位移峰值。     

采空区不良效应下桥梁桩基的风险评价

在工程实践中,采空区不良效应对桥梁桩基风险影响的评估,需要有进一步的创新方法和更完善的措施,既能准确地评价风险影响,又可以为桥梁基础施工提供保障,成为施工阶段桥梁风险评估的一个新的研究方向。结合某高速公路采空区桥梁桩基的风险估测,采用基于MIDAS/GTS的有限元程序,建立有限元数值模型,通过对煤层未开采直接进行桥梁桩基加载状态沉降、煤层未开采直接进行桥梁桩基加载状态应力、自重应力作用下煤层开采状态采空区沉降、自重应力作用下煤层开采状态采空区应力、采空区注浆回填后桥梁桩基加载状态沉降、采空区注浆回填后桥梁桩基加载状态应力等的分析,得出不同条件下的影响结果,并提出了有效的风险控制策略。研究表明,该评价方法减少了影响桥梁桩基础施工的不安全因素。     

基于组合赋权法的城市桥梁可靠性模糊综合评价

为评估城市桥梁的可靠性,预防桥梁发生安全事故,考虑到城市桥梁评估的多标准、多因素需求以及评估体系建立的复杂性、模糊性,结合城市桥梁结构特点及规范要求,建立桥梁结构可靠性综合评价指标体系,采用改进的层次分析法(AHP),通过1—9标度法和自然指数标度法构建判断矩阵,确定评价体系各级指标主观权重,通过熵权法(EWM)确定各级指标客观权重,组合2种方法对指标进行赋权。引入模糊理论,选取柯西分布隶属函数并围绕桥梁结构工程特点进行修正,再计算各级指标隶属度矩阵值;并以某桥梁结构工程实例验证构建的指标体系和计算方法。结果表明：结合行业规范和专家经验确立评价指标体系,在现有研究的基础上使用改进AHP方法并引入模糊理论,能够提高桥梁可靠性评估的客观性和准确性。