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分析实际桥梁结构的各种损伤状况,采用矩阵摄动理论分析桥梁结构发生损伤时固有频率及振型向量的一阶、二阶摄动结果,并讨论了固有振动特性对结构单元损伤的灵敏性。在理论分析的基础上,编制桥梁结构固有振动特性及其在损伤下的摄动分析程序,并用以分析简支梁、连续梁及拱结构损伤引起的固有振动的摄动结果。分析结果表明:单一单元损伤引起固有频率的摄动结果很小;不同位置处单元损伤与固有频率摄动结果的关系曲线与对应振型曲线具有相似性,但在中间支承处或结构端部有扭转约束处单元损伤影响显著;而单元损伤对振型向量影响极小。 相似文献
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为高效准确识别桥梁结构损伤,将深度学习与结构动力特性相结合,提出基于双层深度置信网络的桥梁结构损伤识别方法。首先取结构前3阶竖向振动频率和跨中节点前3阶竖向振动模态位移为参数,将其共同作为首层深度置信网络(DBN)的输入数据对结构的损伤位置进行识别;然后以1阶竖向振动的模态位移差作为参数,基于二层DBN对结构损伤程度进行预测;最后以郑许市域铁路桥梁为例进行验证。计算结果显示,当不考虑误差时,基于双层深度置信网络的结构损伤方法进行识别且结果精确;当噪声程度不超过10%时,定位识别结果准确率达100%;当噪声程度不超过15%时,定量识别结果最大绝对误差限不超过1.15%,识别结果准确;与传统的BP神经网络方法相比,本方法识别精度更高,抗噪性更强。 相似文献
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基于模态曲率法的大跨度斜拉桥损伤识别 总被引：2，自引：0，他引：2
大跨度斜拉桥是重要的交通结构,研究其在主梁损伤条件下的损伤定位问题具有重要的工程价值。合理选择设计参数并对其进行敏感性分析,根据现场实测的桥梁动力特性数据,通过调整选定的设计参数对初始的有限元模型进行修正。在基准有限元模型的基础上,通过模拟不同位置和不同程度的主梁损伤,探讨了模态曲率法对结构损伤识别的有效性。结果表明,模态曲率法能够对大跨斜拉桥进行初步的损伤定位,确定主梁单处损伤和多处损伤的损伤位置;对于单处损伤,在噪声水平3%的情况下仍具有较好的适用性。从而为后期更为精确的桥梁结构损伤检测提供依据。 相似文献
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对损伤部位向量(DLV)法作了简单介绍,并用该方法对钢框架进行了损伤识别和损伤定位。该方法假定结构损伤前后为线性,对结构损伤前后柔度矩阵差进行奇异值分解,将奇异值为零所对应的向量,作为静荷载施加在无损结构的测点位置,则应力为零的单元为可能损伤的单元。对3种不同工况的钢框架进行了振动模态试验,用前3阶模态参数构造框架的柔度矩阵,按照DLV法对其进行了损伤识别,识别结果与已知损伤情况相一致。从测试自由度不完备、噪声和振型质量归一化系数这3个方面对识别效果进行了分析,结果表明:当损伤使结构动力特性有微小改变时,使用该方法不易定位损伤,应结合局部损伤识别方法进行判定;当损伤使结构动力特性有较大改变时,该方法能有效识别损伤的单元。DLV方法概念简单,理论明确,不受结构类型的限制,不需要结构的数学模型和模型缩聚或扩展技术,只需获得结构损伤前后的前几个低阶模态参数,即可识别结构一处或多处损伤,实际应用时可操作性强。 相似文献
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建筑物在强震中可能受到损伤,通过对结构瞬时频率的分析可以诊断出结构的损伤发展过程。本文探讨了基于H ilbert-Huang变换的结构物损伤诊断方法,研究了如何从结构地震响应信号中提取模态响应、1阶模态振型和损伤发展规律。本文采用HHT法分析了Northridge地震中某超高层建筑物的强震记录,分析结果表明:带有间歇检验准则的经验模态分解法能够提取结构的模态振动响应;通过分析不同楼层的相对H ilbert边际谱能够识别出结构的1阶模态振型;分析结构振动中瞬时频率的时变特点,可以直观地掌握振动中结构的损伤发展规律。 相似文献
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《地球物理学进展》2017,(1)
在京津城际高铁的廊坊段,使用了1000多个数字地震检波器进行连续长时间观测.位于高铁高架桥轨道下方的检波器记录了列车通过时引起的地表振动.数据分析显示,列车经过轨道不同位置处引起的地表振动信号差异较大,而同一位置处不同列车引起的振动则具有很好的相似性,表明影响振动波形的主要因素是高架桥梁及轨道,可以利用长期观测数据来作为轨道及高架结构失稳的预警.对振动信号频率分析的结果表明,列车经过时以及经过后的十几秒时间内存在着能量较强的简谐波振动,可能和轨道及桥梁结构有关.使用轨道下方的采集信号与2~4 km外的另外一条观测测线信号进行互相关处理,可以得到信噪比很高的虚震源记录,表明列车振动信号可以沿地表传播几公里甚至更远. 相似文献
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《地震工程与工程振动》2017,(5)
结构损伤会引起结构振动信号的突变,而该突变信号会淹没于环境噪声信号中。为此,文章将复杂追踪理论(CP)引入结构损伤识别领域,将损伤识别问题转化为突变特征提取问题。提出一种复杂追踪结合集合经验模态分解(EEMD)识别结构损伤的新方法,首先采用EEMD预处理结构振动信号,接着将分解得到的本征模函数(IMF)作为混合信号输入CP模型中,提取出包含损伤特征的本征模函数,进而识别出结构损伤发生的时刻及位置。最后,通过对环境激励下六自由度质量-弹簧系统和地震激励下三层框架模型的数值分析。结果表明,该方法能够准确有效地识别结构损伤异常时刻与位置。 相似文献
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José M. Jara Dorian Villanueva Manuel Jara Bertha A. Olmos 《Bulletin of Earthquake Engineering》2013,11(2):663-686
Bridge structures are usually built on irregular topographical surfaces which create substructures with different pier heights and non uniform stiffness distribution. Three irregularity types of typical reinforced concrete (RC) medium length bridges located in a high seismicity zone of Mexico, were analyzed aimed at determining the best strength and stiffness parameters of an isolation system. The isolation system is composed by lead rubber bearings (LRB) located on each pile and abutment. The variation of the bridge characteristics and the isolation parameters produced 169 models that were subjected to ten seismic records representative of the subduction zone in the Pacific Coast of Mexico. A total of 1690 nonlinear time history analyses (NLTHA) were carried out in longitudinal and transverse directions of the structures. The maximum pier drifts, bending moments and shear forces demands were analyzed to identify the best isolation properties for reducing the concentration of damage in one or two elements and for improving the structural behavior of irregular bridges. Additionally, the analysis of the seismic response of the bridges supported on traditional neoprene bearings was carried out. 相似文献
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以实际港珠澳大跨度连续梁隔震桥为研究对象,采用纤维塑性铰单元模拟钢筋混凝土桥墩的非线性状态,建立其三维全桥有限元模型,对隔震及非隔震桥梁进行时程分析,采用桥墩曲率延性比和支座极限容许位移作为桥梁损伤破坏指标,定量评价隔震及非隔震桥梁在罕遇和极罕遇地震作用下的抗震性能,探讨隔震桥梁和非隔震桥梁的破坏模式;并研究材料非线性对桥梁结构地震响应的影响。研究结果表明：是否考虑材料非线性,对非隔震桥梁结构地震响应影响较大,对隔震桥梁影响较小;强震下隔震桥梁抗震性能明显高于非隔震桥梁,且破坏模式也不同于非隔震桥梁;隔震桥梁很好地保护桥墩构件,桥墩未发生任何损伤,而非隔震桥梁其桥墩在极罕遇地震作用时进入了严重破坏状态,且桥墩构件先于盆式支座发生损伤破坏。 相似文献
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Structural health monitoring of long-span suspension bridges using wavelet packet analysis 总被引：1，自引：0，他引：1
During the service life of civil engineering structures such as long-span bridges, local damage at key positions may continually accumulate, and may finally result in their sudden failure. One core issue of global vibration-based health monitoring methods is to seek some damage indices that are sensitive to structural damage. This paper proposes an online structural health monitoring method for long-span suspension bridges using wavelet packet transform (WPT). The WPT- based method is based on the energy variations of structural ambient vibration responses decomposed using wavelet packet analysis. The main feature of this method is that the proposed wavelet packet energy spectrum (WPES) has the ability to detect structural damage from ambient vibration tests of a long-span suspension bridge. As an example application, the WPES-based health monitoring system is used on the Runyang Suspension Bridge under daily environmental conditions. The analysis reveals that changes in environmental temperature have a long-term influence on the WPES, while the effect of traffic loadings on the measured WPES of the bridge presents instantaneous changes because of the nonstationary properties of the loadings. The condition indication indices VD reflect the influences of environmental temperature on the dynamic properties of the Runyang Suspension Bridge. The field tests demonstrate that the proposed WPES-based condition indication index VD is a good candidate index for health monitoring of long-span suspension bridges under ambient excitations. 相似文献
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针对曲线桥梁在地震中因固定支座处及桥墩底部受力过大而破坏严重的现象,提出考虑支座摩擦滑移隔震的曲线桥梁抗震设计方法,通过大型振动台模型试验,研究曲线桥梁考虑支座摩擦滑移时的隔震机理。试验结果表明:支座摩擦滑移可有效减小地震作用下曲线桥梁的桥墩加速度响应,但同时会增加桥墩与梁体间的相对位移;曲线桥梁进行隔震设计后,桥墩的应变响应明显减小,证明该设计方法可有效避免地震作用下桥墩底部产生较大的损伤;最后,探讨了考虑支座摩擦滑移时曲线桥梁的隔震机理并与震害进行了对比验证。研究成果可为曲线桥梁的减震隔设计提供新的视角。 相似文献
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曲线桥梁在役期间可能面临地震灾害,导致结构损坏甚至坍塌,为了评估在役桥梁的抗震性能,提出基于损伤分析的曲线梁桥抗震性能评估方法。建立旧曲线梁桥有限元模型,基于损伤分析的原理,提出适合曲线梁桥地震响应特性的构件损伤模型,在全桥有限元模型中输入不同类型地震动,计算各构件的损伤指数,并结合旧桥检算系数,由各构件损伤指数综合得到桥梁的整体损伤指数。结果表明:不同地震动下主梁会发生碰撞破坏,桥梁两端的支座容易发生移位,桥墩沿横桥向或顺桥向均会产生位移;不同地震动对主梁、支座、桥墩等构件造成的损害程度有较大差异,各构件的地震响应会影响桥梁整体结构的抗震性能,其中桥墩对桥梁整体抗震性能的影响最大,桥墩位移超过极限值可能导致倒塌;主梁反复碰撞会加剧桥梁的破坏程度,桥梁两端支座在地震作用下更容易发生损坏。 相似文献
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为探究局部锈蚀矩形截面钢筋混凝土（RC）桥墩重度震损加固后的抗震性能,本文对拟静力破坏后的6个矩形截面RC桥墩试件进行扩大截面加固。通过加载试验,对加固桥墩试件从破坏形态、滞回特性、水平承载力、位移延性、侧向刚度以及耗能等方面进行了系统分析。结果表明:相比于普通箍筋,横向施加预应力的改进扩大截面加固方式对破坏后桥墩试件的抗震性能修复成效更佳;在同等位移幅值下,锈蚀率不断增大,桥墩试件抗震性能呈现逐渐降低的趋势;钢筋锈蚀位置上移,加固后桥墩试件的抗震性能提升;轴压比加大,加固后桥墩试件承载力和侧向刚度增大,但延性降低。 相似文献
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In the new trend of seismic design methodology, the static pushover analysis is recommended for simple or regular structures whilst the time‐history analysis is recommended for complex structures. To this end, the applicable range of the pushover analysis has to be clarified. This study aims at investigating the applicability of pushover analysis to multi‐span continuous bridge systems with thin‐walled steel piers. The focus is concentrated on the response demand predictions in longitudinal or transverse directions. The pushover analysis procedure for such structures is firstly summarized and then parametric studies are carried out on bridges with different types of superstructure‐pier bearing connections. The considered parameters, such as piers' stiffness distribution and pier–0.5ptdeck stiffness ratio, are varied to cover both regular and irregular structures. Finally, the relation of the applicability of pushover analysis to different structural formats is demonstrated and a criterion based on the higher modal contribution is proposed to quantitatively specify the applicable range. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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桥梁作为交通生命线系统中的重要工程,屡次在中等强度地震的作用下,遭受严重破坏甚至整体损毁,因此桥梁结构地震易损性研究在世界各国得到重视和发展。部分斜拉桥作为一种新桥型,由于兼有经济性和美学特性,近十年来在国内外发展迅速,但这种新桥型尚未经受地震的考验,在可能的地震灾害下,部分斜拉桥的地震破坏损伤概率还不明确,有必要开展有关的易损性研究。本文在桥梁地震易损性研究的基础上,分析在横桥向地面运动作用下独塔部分斜拉桥的易损性,定义五级损伤极限状态,建立桥墩、桥塔、限位器和全桥的易损性曲线,研究结果表明在横桥向地面运动作用下,独塔部分斜拉桥全桥易损性主要受到限位器和中墩的控制。 相似文献