桥梁结构损伤分析在工程中的实践

桥梁结构损伤分析在工程中的实践

一、桥梁结构损伤分析在工程中的实践(论文文献综述)

石冲[1](2021)在《基于频谱分析和小波包熵值技术的压浆密实度检测研究》文中进行了进一步梳理在预应力混凝土桥梁施工过程中,水泥浆液质量不佳,波纹管孔道堵塞,施工人员灌浆操作不当等诸多因素均会导致孔道压浆不密实,甚至出现大面积的空洞缺陷,而孔道压浆质量的好坏直接影响着桥梁的使用寿命。本文使用有限元软件模拟了不同缺陷工况下孔道压浆密实度的检测过程,对时域数据进行频谱分析和小波包熵值计算,得出的主要结论如下:(1)首先,建立了五种不同板厚下不同缺陷直径的有限元模型。对时域数据进行频谱分析,拟合出适用于评估0.2m至0.4m板厚下混凝土强度为C55的频率与压浆密实度的关系式,结果表明:随着缺陷直径的减小(密实度增大),频率则会增大,频谱分析的方法对较小缺陷的检出能力具有一定局限性。其次,建立了板厚为0.316m规则缺陷边界的有限元模型。拟合出适用于评估0.316m板厚下混凝土强度为C55的频率与压浆密实度的关系式,结果表明:随着规则缺陷边界的升高(密实度增大),频率则会增大。再次,针对实际工程中压浆缺陷形状不规则的特性,建立了板厚为0.316m不规则缺陷边界的有限元模型。结果表明:频谱分析无法对相同缺陷分界处下不规则缺陷边界的工况进行区分。(2)对河北省某桥梁进行了孔道压浆密实度检测。将评估0.2m至0.4m板厚混凝土强度为C55的频率和压浆密实度拟合公式的计算结果,评估0.316m板厚混凝土强度为C55的频率和压浆密实度拟合公式的计算结果,分别与检测结果进行对比分析,证明了两个拟合公式在实际工程中具有一定的可行性。(3)以有限元模型为研究对象,计算各工况下的小波包熵值。结果表明:在不同缺陷直径的工况中,熵值随着缺陷直径的减小而增大,且相比频谱分析可以识别出更小的缺陷。在规则缺陷边界的工况中,熵值随着缺陷边界的升高而增大。在不规则缺陷边界的工况中,熵值依然随着不规则缺陷边界的升高而增大,实现了对相同缺陷分界处下不规则缺陷边界工况的区分。

胡文亮[2](2021)在《基于等效夹层梁模型的混凝土桥梁损伤反演分析及变体系加固研究》文中研究指明大跨径预应力混凝土箱梁桥应用广泛,但随着服役时间的增加和交通运输量的增长,相当一部分的桥梁在运营过程中出现了较为严重的箱梁腹板斜向裂缝、主梁跨中区段底板横向裂缝,底板与腹板部位上的U型裂缝,以及主梁的跨中下挠,造成了桥梁结构使用功能的降低,影响了结构的安全性和耐久性。因此,对开展箱梁病害问题的分析和加固方法的研究是非常必要的。本文在归纳、总结国内外桥梁病害、加固设计案例成果的基础上,重点针对大跨径预应力混凝土桥箱梁腹板开裂造成的主梁力学性能降低问题,提出等效夹层梁的模拟方法,通过等效夹层梁的损伤反演,分析变体系加固对结构刚度的提升和内力的改善,研究变体系加固方法在实际工程中的全过程应用技术。本文依托某黄河大桥,针对混凝土箱梁腹板出现的病害及特点,采用理论分析、数值模拟、现场试验及工程应用相结合的方法,开展了以下工作:(1)归纳、总结大跨度预应力混凝土箱梁桥普遍存在的病害问题及其成因,研究预应力混凝土箱梁腹板开裂对桥梁结构性能的影响。(2)根据预应力混凝土箱梁腹板的开裂特征,将腹板损伤后的箱梁结构等效为夹层梁模型,提出考虑箱梁腹板剪切变形的损伤分析模拟方法,建立夹层梁模型的单元刚度矩阵,进行UEL子程序的二次开发,并与实体单元静力响应分析结果进行比较,表明本文采用的考虑腹板开裂的等效夹层梁单元能准确的描述出箱梁发生损伤时的主梁力学特性。(3)以等效夹层梁单元模型为基础,采用夹层结构响应面的反演分析方法,通过对主梁静力荷载作用下的挠度值、挠度曲率值以及结构不同阶次的动力模态曲率值为指标进行损伤参数反演分析,并考虑不确定性因素对损伤反演结果的影响,得出基于曲率的响应参数可识别夹层结构的损伤程度和损伤位置。(4)以带有箱梁腹板损伤的等效夹层梁反演分析结果为基础,提出矮塔斜拉加固体系、系杆拱梁组合加固体系和悬吊加固体系的结构组合刚度,分析新增构件参数变化(斜拉索的角度、斜拉索面积、主拱刚度、系杆刚度、主缆面积等)对加固桥梁结构组合刚度的改善规律。采用组合刚度分析方法得到变体系加固的结构形式,可作为加固方案确定的依据。(5)依托某黄河公路大桥加固工程,根据桥面系荷载变化后的主梁挠度实测值进行响应面反演识别分析,建立损伤等效夹层梁模型。根据主梁恒载正应力可行域及相对应的恒载弯矩可行域,结合主梁截面上、下缘的正应力控制条件,调整加固索力使得主梁截面的应力落在上述可行域范围内,使得加固后结构内力和刚度达到设计目标。对加固前、后桥梁荷载试验控制截面挠度与应力实测响应值对比分析表明,矮塔斜拉加固体系显着提升桥梁结构的刚度和承载能力,可明显改善使用功能。

梁李源[3](2021)在《基于数据驱动的桥梁损伤识别方法研究》文中研究指明随着当今社会经济的发展,各种不同类型的桥梁数量越来越多,桥梁的事故发生率也越来越高,桥梁健康监测在研究领域上也越来越占据着主导的地位。因此,越来越多的来自全世界的研究者们对桥梁健康监测及桥梁的损伤诊断方法进行全面而深入的研究,但桥梁检测方法在实际中难以实现对结构健康的精确判断,其中主要受环境的影响。根据已有的研究结果显示,在各类影响桥梁结构损伤识别的众多因素中,温度变化对结构健康诊断的影响占主导作用。对此,本文提出了基于数据驱动的方法来进行温度影响下的结构损伤识别。本论文的研究重点主要分为以下几方面内容:首先主要阐述了论文的研究意义、背景以及本课题的研究现状,在这之后具体论述了温度对结构产生的影响,以及结构损伤识别理论基础和主成分分析法的原理。然后构建环境温度影响下的简支梁模型以及钢桁架模型来验证该方法的可行性和广泛使用性。首先定义两种损伤指标,从两者中选择较好结果的损伤指标运用到主成分分析法中,结果表明此方法在数值模拟中的可行性。再在结构损伤理论和有限元理论的基础上,对简支梁进行了动力特性测试试验,制定了完整的实验方案,并通过对试验测试的结果进行分析计算,最终验证了基于主成分分析法的损伤识别在实际应用中的可行性。最后总结本文工作内容,并针对该方法的局限性提出展望。

费建文[4](2021)在《上承式钢管混凝土桁式拱桥K型节点疲劳寿命研究》文中研究表明钢管混凝土拱桥在我国的基础建设应用中越来越广泛,其中上承式钢管混凝土桁式拱桥的拱肋是由钢管直接焊接形成,如此一来,其节点的疲劳问题就较为突出,钢管混凝土拱桥管节点的疲劳寿命就必须引起重视。对于空管和空管连接接头,在海洋工程中已进行了大量有效的试验和理论研究,然而对于钢管混凝土连接接头的疲劳研究国内外均甚少。本文结合一座上承式钢管混凝土桁式拱桥,对K型钢管混凝土和空管接头的应力集中系数进行了数值分析,并预测了拱桥在汽车荷载作用和地震作用下的疲劳寿命以及疲劳损伤。首先,介绍了公路桥梁结构疲劳寿命研究的基本理论;大概的阐述了国内外公路桥梁结构疲劳的目前研究现状。由此,肯定了圆管节点疲劳研究的两种方法:S-N曲线法及断裂力学法。利用S-N曲线法研究钢管混凝土节点的裂纹萌生寿命,断裂力学用于分析钢管混凝土节点疲劳裂纹的扩展寿命。其次,基于大型有限元软件建立上承式钢管混凝土桁式拱桥全桥有限元模型,文中计算分析了全桥静力模型的受力状态,选取了拱肋上不同位置最不利受力的三个K型钢管混凝土节点。然后利用局部分析软件FEA建立选取的K型空管-钢管混凝土节点三维实体模型,其施加荷载和边界条件均符合实际工程工况,分别计算出了三个K型钢管混凝土节点在轴向荷载、平面内弯矩作用下的热点应力集中系数大小。接着,在上承式钢管混凝土桁式拱桥三维有限元模型及其在疲劳车辆荷载作用下的动力响应的基础上进一步进行选取疲劳节点位置的局部热点应力分析。根据计算所得的热点应力集中系数,结合S-N曲线热点应力法和断裂力学分别计算节点的疲劳裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命,将其两者结合即为节点的疲劳寿命。最后,重点分析了在不同程度下的汽车超载,不同地震加速度峰值对钢管混凝土节点疲劳寿命的影响。提出将地震作用产生的损伤等效换算为疲劳车通行量的方式,评估地震对钢管混凝土拱桥的影响。以协助人们在桥梁运营期间震后对钢管混凝土拱肋这一关键结构疲劳强度的估计,为管理和维护提供参考价值。通过对上承式钢管混凝土桁式拱桥K型节点疲劳寿命分析,为以后此类桥梁疲劳寿命预测研究提供了一定的借鉴方案。

Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;[5](2021)在《中国桥梁工程学术研究综述·2021》文中提出为了促进中国桥梁工程学科的发展,系统梳理了近年来国内外桥梁工程领域(包括结构设计、建造技术、运维保障、防灾减灾等)的学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先总结了桥梁工程学科在新材料与结构体系、工业化与智能建造、抗灾变能力、智能化与信息化等方面取得的最新进展;然后分别对上述桥梁工程领域各方面的内容进行了系统梳理:桥梁结构设计方面重点探讨了钢桥及组合结构桥梁、高性能材料与结构、深水桥梁基础的研究现状;桥梁建造新技术方面综述了钢结构桥梁施工新技术、预制装配技术以及桥梁快速建造技术;桥梁运维方面总结了桥梁检测、监测与评估加固的最新研究;桥梁防灾减灾方面突出了抗震减震、抗风、抗火、抗撞和抗水的研究新进展;同时对桥梁工程领域各方向面临的关键问题、主要挑战及未来发展趋势进行了展望,以期对桥梁工程学科的学术研究和工程实践提供新的视角和基础资料。(北京工业大学韩强老师提供初稿)

赵瑞[6](2020)在《基于模型静动力测试的悬索桥损伤诊断模拟研究》文中研究说明桥梁是经济建设和国家发展的重要命脉,也是交通系统中不可或缺的一部分,其健康状态直接决定交通是否可以正常运转。由于桥梁结构与其他结构相比,不仅承担自重、预加应力等永久荷载,而且承担人群、车辆、风等变化较大的动态荷载和偶然荷载,所以其损伤是不可避免的。未被及时发现的损伤逐渐积累,萌生结构性能的劣化,极有可能导致桥梁结构的破坏并发生事故。因此,桥梁结构损伤诊断的研究,具有极其重要的理论研究意义和实际应用价值。悬索桥作为现代大跨桥梁的代表形式,因其优越的受力性能、较长的跨越距离、优美的结构形式被诸多大型工程所选用。但也存在结构形式复杂、构件多样、在各种因素及各类荷载的作用下容易产生损伤的缺点,所以对于悬索桥结构的损伤诊断已经成为国内外研究的热点问题。本文建立了一座1:100的悬索桥试验模型进行静动力试验,通过试验确定挠度、应变、频率等基础数据并与有限元模型对比后修正有限元模型保证其准确性,然后以等效应变法对修正后的有限元模型进行模拟损伤,采集不同损伤数据,以多种方法对其损伤类型、损伤程度进行分析,主要工作如下:(1)调研国内外大跨度悬索桥资料,参考已有桥梁试验模型设计经验,设计并建立一座可模拟各类损伤的悬索桥模型,所有构件均采用钢材制作,满足构件可拆卸、可替换、模型可模拟各种损伤工况、经济性好等条件,并以模型为载体进行损伤识别试验。(2)模型静动力试验。设计试验模型静动力荷载试验方案,安装各类传感器采集试验数据。在无损状态下完成主梁恒载试验并建立有限元模型进行加载对比分析。其次调整模型至未加载状态,并对主梁、吊杆进行不同程度的损伤,重复恒载过程,观察分析试验模型静力响应,完成静力损伤诊断。(3)提出Winger-Vill(简称WVD)交叉项在损伤识别中的应用,借助MATLAB设计时频分析程序,利用ANSYS建立悬臂梁、简支梁两种不同边界的梁式结构有限元模型进行移动质量和冲击的加载,采集各个测点的加速度数据进行分析,验证WVD交叉项可以识别结构损伤。(4)根据静力实测数据修正悬索桥有限元模型,并以有限元模型为研究对象,设计主梁、主缆、吊杆损伤工况,对模型予以一定激励,采集各测点加速度数据,通过设定阈值筛选交叉项能量分布,对比试验模型在有损和无损状态下的交叉项幅值,结果表明WVD交叉项可以较为明确的识别悬索桥结构的损伤位置和损伤程度。

周立明[7](2020)在《基于车桥耦合振动的桥梁快速测试与诊断》文中提出我国正处于新型工业化和新型城镇化的快速发展时期,大批重大基础设施项目已经完成或相继开工建设。与此同时,工程结构在环境侵蚀、材料劣化、日常服役荷载等作用下逐渐发生性能退化。近年来桥梁坍塌事故频发,造成了重大经济损失和人员伤亡并产生了极其恶劣的社会影响。因此,对规模庞大、系统复杂的基础设施进行有效地维护管理并保障其安全运营是国内外关注的共同课题,大量的科学研究与工程实践表明,利用检测技术和健康监测技术发现桥梁的早期损伤和安全隐患是解决该问题的有效途径。但是基于定期检测的桥梁技术状况评定主要以人工为主,费时费力;基于各类先进传感器的桥梁健康监测技术获得的海量监测数据难以分析出结构损伤,且健康监测系统价格昂贵难以广泛应用于中小桥梁。随着自动化和快速测试技术的研究与发展并逐步应用于桥面损伤、桥身裂纹、拉索断丝、桥墩下沉等的检测,明显提高了测试效率。近年来冲击振动测试理论逐渐发展并开始应用于工程实际,其优势在于同时测量结构的输入和输出而得到更深层次的结构参数,但是由于在激励方式和理论开发方面受到限制而没有得到广泛应用。针对这个问题,本文提出了一种基于车桥耦合振动的桥梁的快速测试与诊断方法,论文的研究内容及创新点如下:(1)基于车桥耦合振动的桥梁快速测试整体思路及激振设备研发。针对传统的力锤或激振器无法有效激起桥梁的振动模态和实际工程应用效率低的问题,本文提出了一种基于车桥耦合振动的桥梁快速测试方法,该方法利用移动车辆代替力锤或者激振器直接对桥梁进行激励,在测试过程中监测车轮力和桥梁的响应,利用冲击振动测试的思想对桥梁进行深层次参数识别。并对荷载产生设备进行了研发和改进,开发了一种适用于车桥耦合振动快速测试理论的测试车辆,通过软硬件一体化,该车集成了有效的激振设备和成套的控制系统,能够方便快捷地激起桥梁的多阶振动模态和满足桥梁深层次参数识别的要求。(2)提出了基于车桥耦合振动的桥梁快速测试理论。传统的冲击振动测试方法主要借助力锤或激振器对桥梁进行指定参考点冲击,为了有效激起桥梁的振动通常对桥梁进行分块测试,然后对各分块进行数据融合,相关的理论有多参考点、单参考点、无参考点等方法。本文提出的基于车桥耦合振动的桥梁快速测试方法,以移动车辆代替传统冲击装置,测试过程中移动车辆在桥面上发生着时空变化,不同于传统冲击位置是桥面上的离散点,移动车辆作用在桥面上的是多轴同时激励的连续车轮力。传统的理论方法已经不再适用,需要开发一套适用于车桥耦合振动进行桥梁测试的理论,该理论主要包括通过识别车轮力将复杂的车桥耦合振动解耦为独立的车辆振动系统和桥梁振动系统;然后将多轴连续车轮力通过荷载分配函数等效为节点荷载,包括节点竖向荷载和弯矩荷载,从而将桥梁看作是一个复杂的多输入多输出振动系统;最后利用基于输入和输出数据估算的位移频响函数矩阵进行模态参数识别和柔度矩阵识别,包括频响函数提取、奇异值分解、增强频响函数重构、模态缩放系数识别等。并通过实验和数值模拟验证了算法的有效性。(3)研究了基于车桥耦合振动与长标距应变测量的桥梁快速测试方法。为了提高利用冲击振动思想进行桥梁结构柔度识别的性能,结合车桥耦合振动和长标距应变传感器宏微观测量的优势,本文提出了基于车桥耦合振动的应变柔度和位移柔度识别方法。创新方法利用移动车辆代替传统的力锤或激振器对桥梁进行激励,利用长标距应变传感器代替加速度计,在测试过程中同时采集车轮力和结构的长标距应变,通过车轮力对车桥耦合系统进行解耦合,并将桥梁看作是一个以车轮力为输入以长标距应变为输出的线性时不变系统,结合了长标距应变传感技术宏微观结合的独特优势,实现了桥梁应变柔度和位移柔度的双重反演。基于以上识别的参数建立损伤识别的指标,其中本文得到的柔度矩阵是结构的深层次参数,能够反映结构的刚度分布,是建立损伤指标的重要参数,并且利用识别的柔度矩阵能够预测结构在任意静载作用下的变形,基于以上分析结合现行的桥梁评估规范进行桥梁快速评估。(4)提出了基于改进的Prony方法的结构柔度识别理论。结构柔度矩阵的准确估计对于挠度预测、损伤检测、有限元模型修正等实际工程问题至关重要。本文提出了一种利用受噪声干扰的输入和输出信号来估计结构柔度矩阵的新方法。首先利用采集的冲击力和结构的加速度响应计算结构的脉冲响应矩阵,然后利用位移振型的正交性构造增强的脉冲响应函数并通过Cadzow算法对其进行去噪处理,最后改进了传统的Prony方法识别出结构的基本模态参数和柔度矩阵。增强脉冲响应函数在以上模态参数识别过程中具有独特的优势,它在空间域上将多维的脉冲响应函数降维为单自由度脉冲响应函数,在时间域上将多模态的脉冲响应函数降阶为单模态脉冲响应函数,实现了将多自由度的多模态耦合的复杂问题转化为单自由度单模态脉冲响应函数进行模态参数识别的简单问题,能够准确识别结构的频率、阻尼比、模态缩放系数,进而得到结构的柔度。数值仿真和试验室实验验证了所提出的理论的正确性。本文将基于车桥耦合振动的桥梁快速测试方法与理论应用于实际工程。首次将开发的测试车辆应用于实桥测试,配合力锤激励进行了多种工况下的桥梁测试方案,包括多参考点定点冲击、移动连续冲击和车桥耦合。结果表明通过测试车辆能够方便快捷地实现对桥梁的有效激励,满足深层次参数识别的要求。

田鸿程[8](2020)在《抗滑桩损伤识别及评估方法的振动台试验研究》文中研究指明我国西部多山,高海拔、高寒、高烈度的“三高”无人山区高陡边坡众多,支挡结构在这一地区的应用广泛。一方面要求支挡结构抗震性能要好,另一方面也对结构的长期服役性能监测有较高要求。为了实现对“三高”无人地区支挡结构长期服役性能的自动监测,亟待开发关于支挡结构损伤识别与评估的系统。本文从这一需求出发,选取了抗滑桩结构作为研究对象开展了如下研究:(1)总结了抗滑桩的震害机制和现有的几类损伤识别方法(第1章)。(2)对传递函数提取动力指纹的方法和小波包能量法识别损伤的过程进行了详细介绍(第2章)。(3)开展了三组(A/B/C)不同初始损伤工况下的抗滑桩大型振动台模型试验,结合试验现象和对桩身土压力、应变、PGA的分析,发现了抗滑桩最薄弱位置在滑面附近的锚固段并提出了监测布点原则,总结出加速度数据包含的信息更多,对桩身损伤也更敏感。(第3章)(4)针对振动台试验中桩身加速度响应,采用传递函数提取动力指纹的方法,以频率与刚度关系为基础建立了损伤定量分析公式,提出了以桩身加速度振型斜率为基础的损伤识别和定位方法。此外,分析了传递函数法需要系统输入信息等缺点,引入了只需系统响应信息的小波包能量法识别损伤。针对文中扫频波形,通过代价函数M的计算,确定了小波包分解时的小波基函数类型(Sym2)和分解层次(6),引入有效能量比Ep确定了有效子频带数(32)。对比发现了现有4种基于桥梁和框架结构的小波包能量损伤识别指标在抗滑桩损伤识别中效果的缺点,基于损伤导致不同子频带能量在桩身的分布规律会产生变化的现象,提出了更适合于岩土体中抗滑桩结构的小波包能量损伤识别指标△ERPD,该指标具有良好的损伤定位灵敏度和抗噪性。将坡体稳定性划分为三个阶段,研究了频率、△ERPD与位移的关系,提出△ERPD在坡体稳定性评价上的优点。(第4章)(5)通过FLAC3D软件建立了三组不同初始损伤工况模型,分析了扫频波作用下桩身的动力响应。采用传递函数法提取了频率、振型,对频率计算损伤量的公式进行验证和理论分析,证明该公式在小阻尼锚固段的适用性,同时也验证了振型斜率对损伤定位的敏感性。基于桩身小波包能量谱,提取了△ERPD损伤指标,证明了该指标具有良好的损伤识别和定位效果。(第5章)

滕一平[9](2020)在《混凝土梁桥加宽结合构造设计与性能研究》文中研究表明近年来我国的机动车保有量和驾驶人数量迅速增长,无论是总量还是增量都超越美国位居世界第一。机动车数量的快速增长对我国的道路通行能力提出了极大的考验,全国多个地市经常出现交通拥堵现象,因此提升道路通行能力刻不容缓。我国有许多桥梁由于建成时间早,设计等级低等原因成为了交通动脉上的瓶颈部位,相比于新建桥梁,旧桥改造可以充分利用已有资源,减少损耗,因此通过旧桥加宽改造以提升通行能力是必要且有意义的。本文总结了近年来国内外关于桥梁加宽方面的研究结果,归纳了桥梁加宽改造过程中的加宽原则、加宽方式、结合构造影响因素等内容。结合混凝土收缩、徐变效应,结构差异沉降影响两个方面对目前常见的简支空心板梁和连续T梁加宽效进行行计算,探寻受力规律,得出破坏原因。文中主要以20m简支空心板桥上部结构接连和3×30m连续T梁桥上部结构连接进行建模计算,分析结果认为:在新、旧结构差异沉降的影响下,接缝及两侧边主梁弯矩、剪力变化大,内力最大值出现在支点处;新桥基础沉降使接缝处产生附加内力,沉降量过大会增大旧桥的荷载负担,严重可导致支座脱空现象;在混凝土收缩、徐变差异的影响下,将会对旧桥产生压力,新桥产生拉力,由收缩、徐变产生的附加内力将由接缝承担;延长存梁时间可减少由混凝土收缩、徐变引起的附加内力,但不可避免;应采取新结合构造,释放接缝处内力,避免应力集中。以结论作为出发点,结合现阶段桥梁加宽改造工作中存在的问题对新、旧混凝土桥梁新型结合构造进行设计研究,提出波形钢板结合构造和铰链-桁架组合结合构造。两种结合构造都可以很好地解决由于混凝土收缩、徐变效应引起的弯矩、轴力变化,同时减少了结合处现浇混凝土这一工序,避免了车辆振动对接缝处混凝土最终强度的影响。对两种构造进行计算分析,确定设计参数。采用改进后的结合构造进行旧桥加宽改造,通过释放纵桥向约束,减少了连接后产生的附加内力。由于运用新型结合构造使得边梁翼缘板处无法连接,形成悬臂板结构。因此需要对边梁翼缘处采取加固措施以保证运营期间的安全性。提出粘贴钢板和加铺铺装层两种处置措施,引入最小疲劳加载次数这一指标对加固措施进行评估,以衡量不同加固措施的改善效果,得出最经济、适用的翼缘板加固措施。

楚玺[10](2020)在《基于定轴旋转摄影的桥梁结构全息形态监测及损伤识别方法》文中研究表明基于图像数据对桥梁结构服役状态进行安全监测,较传统以测点传感器为基础的监测系统具有全息、方便、经济的突出优势,并高度契合未来数字信息的发展趋势。本文在国家自然科学基金项目“基于影像轮廓线叠差分析获取桥梁全息变形及结构状态演绎方法探索(51778094)”和“基于面形时空数据的桥梁结构损伤演化与失效过程跨尺度分析方法(51708068)”的资助下,系统研究了基于定轴旋转摄影的桥梁结构全息形态监测及损伤识别方法。主要研究工作如下:探索了单机定轴旋转条件下桥梁结构数字图像获取方法,分析了相机最大旋转角与图像分辨率的关系,研究了相邻图像旋转角与图像重叠度的变化关系,提出桥梁结构监测图像序列的采集策略;构造了成本低廉、视场非固定、视距可调节的桥梁图像采集硬件系统。分析了旋转相机微小位姿偏移对图像像点坐标的影响,建立了相应的误差模型,揭示了投影中心偏移引发像点坐标偏差的作用机理。针对硬件系统轴系松弛导致的序列图像投影中心非一致问题,建立了偏移投影中心向设定基准投影中心校正的理论模型,推导了同名像点偏差的解析方程,以连续图像序列重叠区域同名像点坐标相等为约束条件,提出纠正图像序列非一致投影中心的迭代平差方法;研究了以图像“特征点”作为“同名点”的数学表征方法,通过试验证明了SIFT特征描述子的尺度不变性和旋转不变性,形成了桥梁结构图像序列投影中心偏移矫正方法;开展了单机定轴旋转采集桥梁结构图像序列试验,获得了试验梁结构等效正射立面图像。基于模糊集理论,探讨了结构模糊图像增强的实现途径;引入“广义交叉验证准则”开展图像噪声判别,通过构造图像滤波窗口,完成了图像的模糊滤波。利用灰度形态学开启和闭合运算对不连续边缘进行处理,改进了桥梁结构边缘分布的连续性;对图像监测分辨率开展标定,获得了试验梁主体形态尺寸。通过将三维激光扫描形态数据与图像监测形态数据对比,验证了试验梁等效正射立面图像中结构形态的准确性;分析了结构边缘不同区域振荡效应的主导因素,构造了一种改进的小波阈值去噪函数,对结构边缘的规律性高频噪声实现了有效的滤波;通过叠差分析获得了结构边缘全息变形数据。利用固定标定板的强特征和严格误差标准,提出前后工况结构图像测量平面同名点的约束构造方法;针对结构表面自然纹理条件下部分位移矢量误匹配问题,依据结构的变形连续特性和边缘全息变形中包含的挠度和转角信息,提出位移矢量场一致性约束条件,据此剔除矢量的长度和方向存在明显偏差的误匹配矢量,实现了自然纹理条件下结构表面全场位移矢量的提取;通过与三维激光扫描获取的试验梁形态数据进行对比验证,验证了全场位移矢量能够准确反映结构的变形特征。探索了基于表面全场位移矢量的结构损伤识别方法。借助狄拉克?函数的奇异性和线性叠加性来描述梁多处损伤产生的柔度突变现象,推导了对损伤位置和程度具有显式响应的梁挠度方程;通过理论分析和数值模拟研究了结构裂缝导致相邻矢量转角发生突变的作用机理;利用结构全场位移矢量相同位置转角的叠差值,计算了结构损伤前后的转角变化率,通过对位移矢量转角变化率的显着性检验,实现了结构构件损伤位置的判断;对试验梁进行数值模拟,通过理论分析得到的转角差-损伤程度公式,建立了构件损伤数值分析拟合函数,得到了不同构件的损伤位置转角差与损伤程度关系方程。通过提取试验梁构件损伤位置转角差值,实现了构件损伤程度的辨识;通过试验验证了该损伤识别方法的有效性。

二、桥梁结构损伤分析在工程中的实践(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、桥梁结构损伤分析在工程中的实践(论文提纲范文)

(1)基于频谱分析和小波包熵值技术的压浆密实度检测研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 孔道压浆密实度无损检测方法
    1.3 压浆密实度检测频谱分析的国内外研究现状
    1.4 结构损伤小波包熵值分析等技术的国内外研究现状
    1.5 研究内容及创新点
    1.6 技术路线
第二章 冲击回波法基本原理
    2.1 应力波理论
    2.2 应力波的激发与传播
        2.2.1 应力波的激发
        2.2.2 应力波的传播
    2.3 应力波的波速与波长
    2.4 敲击信号影响范围及缺陷检出能力
    2.5 冲击回波法测试原理
    2.6 冲击回波法信号分析
        2.6.1 时域分析
        2.6.2 频域分析
    2.7 本章小结
第三章 压浆缺陷检测的有限元仿真及频谱分析
    3.1 有限元软件ABAQUS
        3.1.1 有限元软件简介及模块选择
        3.1.2 模型基本假设
        3.1.3 参数设置
        3.1.4 网格划分
        3.1.5 冲击荷载
    3.2 有限元模型的验证
    3.3 不同缺陷直径的有限元模型
        3.3.1 板厚0.2m的模型仿真结果
        3.3.2 板厚0.25m的模型仿真结果
        3.3.3 板厚0.3m的模型仿真结果
        3.3.4 板厚0.35m的模型仿真结果
        3.3.5 板厚0.4m的模型仿真结果
        3.3.6 不同缺陷直径模型仿真结果分析
    3.4 规则缺陷边界的有限元模型
        3.4.1 规则缺陷边界模型仿真结果
        3.4.2 规则缺陷边界模型仿真结果分析
    3.5 不规则缺陷边界的有限元模型
        3.5.1 不规则缺陷边界模型仿真结果
        3.5.2 不规则缺陷边界模型仿真结果分析
    3.6 工程实例
        3.6.1 检测设备
        3.6.2 检测过程
        3.6.3 检测结果及分析
    3.7 本章小结
第四章 有限元模型小波包熵值分析
    4.1 傅里叶变换
        4.1.1 傅里叶级数
        4.1.2 连续傅里叶变换
        4.1.3 离散傅里叶变换
        4.1.4 短时傅里叶变换
        4.1.5 快速傅里叶变换
    4.2 小波分析
        4.2.1 连续小波变换
        4.2.2 离散小波变换
        4.2.3 多分辨率分析
    4.3 小波包分析
    4.4 常用小波函数及选择
    4.5 小波包信息熵理论及构造方法
    4.6 不同缺陷直径模型的小波包熵值求解及分析
    4.7 规则缺陷边界模型的小波包熵值求解及分析
    4.8 不规则缺陷边界模型的小波包熵值求解及分析
    4.9 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 本文主要结论
    5.2 研究工作展望
参考文献
致谢

(2)基于等效夹层梁模型的混凝土桥梁损伤反演分析及变体系加固研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 夹层结构理论的研究进展
        1.2.1 夹层结构理论
        1.2.2 夹层结构在工程中的应用
    1.3 结构损伤反演分析的研究现状
        1.3.1 基于静力特性的结构损伤反演
        1.3.2 基于动力特性的结构损伤反演
        1.3.3 基于响应面的结构损伤识别
    1.4 大跨混凝土桥梁结构变体系加固现状
        1.4.1 矮塔斜拉体系加固技术
        1.4.2 系杆拱梁组合体系加固技术
        1.4.3 悬吊体系加固技术
        1.4.4 变体系加固方法的特点
    1.5 本文的主要工作
        1.5.1 既有研究存在的问题
        1.5.2 本文研究内容
        1.5.3 技术路线
第二章 损伤混凝土等效夹层梁分析模型
    2.1 引言
    2.2 夹层梁静力解析
        2.2.1 截面合力法(RFM)
        2.2.2 截面分力法(CFM)
    2.3 夹层梁单元刚度矩阵构造
        2.3.1 整体式夹层梁单元(ISBE)
        2.3.2 组合式夹层梁单元(CSBE)
    2.4 不同截面形式主梁的损伤模式
        2.4.1 不同截面主梁损伤特征
        2.4.2 开裂混凝土主梁的有效弹性模量
        2.4.3 开裂混凝土主梁的夹层单元等效模型
    2.5 基于ABAQUS平台的二次开发
        2.5.1 UEL的开发环境
        2.5.2 子程序接口及参数说明
        2.5.3 输入文件编制
        2.5.4 计算流程
    2.6 等效夹层梁模型的对比分析验证
        2.6.1 夹层梁模型分析参数
        2.6.2 解析法、夹层梁单元及实体单元结果对比
    2.7 本章小节
第三章 基于损伤混凝土等效夹层梁响应面的弹性常数反演分析
    3.1 引言
    3.2 响应面模型构造过程
        3.2.1 试验设计
        3.2.2 参数显着性分析
        3.2.3 响应面函数形式的拟合
        3.2.4 响应面模型验证
    3.3 混凝土桥梁结构损伤参数识别
        3.3.1 损伤参数识别技术
        3.3.2 损伤参数识别步骤
    3.4 损伤参数识别方法算例验证
        3.4.1 等效夹层梁数值模型设计
        3.4.2 静力分析数值模型识别分析
        3.4.3 动力分析数值模型识别分析
    3.5 本章小结
第四章 基于损伤混凝土等效夹层梁的变体系加固组合刚度分析
    4.1 引言
    4.2 变体系加固桥梁结构的组合刚度概念
    4.3 矮塔斜拉加固体系的组合刚度分析
        4.3.1 组合刚度计算方法
        4.3.2 组合刚度影响因素
    4.4 系杆拱梁加固体系的组合刚度分析
        4.4.1 组合刚度计算方法
        4.4.2 组合刚度影响因素
    4.5 悬吊加固体系的组合刚度分析
        4.5.1 组合刚度计算方法
        4.5.2 组合刚度影响因素
    4.6 本章小结
第五章 基于等效夹层梁模型的矮塔斜拉加固体系工程应用研究
    5.1 工程背景
    5.2 桥梁主要病害特征
        5.2.1 主梁开裂分布特征
        5.2.2 主梁下挠特征
    5.3 混凝土箱梁腹板损伤参数反演分析
        5.3.1 混凝土箱梁反演模型
        5.3.2 损伤参数识别过程
    5.4 矮塔斜拉体系加固方法
        5.4.1 矮塔斜拉体系加固构造
        5.4.2 托梁托架细部构造
    5.5 结构可行域内的索力调整
        5.5.1 影响矩阵及其形成方法
        5.5.2 索力调值计算方法
        5.5.3 索力优化流程
        5.5.4 主梁应力状态调整
    5.6 加固过程响应参数监测
        5.6.1 线形监测
        5.6.2 应力监测
    5.7 加固效果分析
        5.7.1 静载试验
        5.7.2 动载试验
    5.8 本章小节
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 论文主要创新点
    6.3 进一步工作
参考文献
附录一 主桥加固设计
附录二 箱梁试验参数表
攻读学位取得的成果
致谢

(3)基于数据驱动的桥梁损伤识别方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究意义及背景
    1.2 桥梁结构损伤识别国内外研究方法及现状
        1.2.1 基于静力测试的检测方法
        1.2.2 基于小波理论的识别方法
        1.2.3 基于模型修正的检测方法
        1.2.4 基于柔度法的损伤识别
        1.2.5 基于数据驱动的检测方法
        1.2.6 基于结构动力特征参数的方法
    1.3 温度影响下的桥梁结构损伤识别研究现状
        1.3.1 基于温度量化模型的结构损伤识别
        1.3.2 不依赖测试温度的结构损伤识别
    1.4 桥梁结构损伤识别存在的问题
    1.5 论文研究内容
第2章 结构损伤识别方法理论概述
    2.1 结构损伤识别理论基础
    2.2 温度因素对结构的影响
        2.2.1 温度对频率的影响
        2.2.2 温度对边界条件的影响
        2.2.3 温度对其他结构特性的影响
        2.2.4 温度变化对弹性模量的影响
    2.3 结构损伤指标的构造
        2.3.1 模态柔度矩阵的原理
        2.3.2 柔度差值法基本原理
        2.3.3 柔度差值曲率法基本原理
    2.4 主成分分析方法
        2.4.1 PCA的基本介绍
        2.4.2 PCA的几何意义
        2.4.3 PCA剔除温度影响的过程
    2.5 本章小结
第3章 温度影响下基于主成分分析方法的损伤识别数值仿真分析
    3.1 ANSYS建模
        3.1.1 简支梁模型
    3.2 仅考虑损伤对模态的影响
        3.2.1 工况设定
        3.2.2 结果分析
    3.3 仅考虑温度对结构模态的影响
        3.3.1 环境温度影响结构模态频率的方式
        3.3.2 工况设定
    3.4 温度及损伤作用下简支梁桥模态分析
        3.4.1 工况设定
        3.4.2 模态柔度差曲率(MFDC)作为损伤特征参数
        3.4.3 模态柔度曲率差(MFCD)作为损伤特征参数
        3.4.4 基于主成分分析的简支梁损伤识别中温度影响的剔除
    3.5 结果对比
        3.5.1 MFDC与 MFCD损伤指标的结果对比
        3.5.2 温度影响剔除前和剔除后的结果对比
    3.6 钢桁架的数值仿真分析
        3.6.1 钢桁架模型
        3.6.2 工况设定
        3.6.3 计算损伤特征参数
        3.6.4 计算结果
    3.7 本章小结
第4章 考虑温度影响的简支钢梁损伤识别室内试验研究
    4.1 简支钢梁在不同温度下的频率测定
        4.1.1 实验目的
        4.1.2 试验对象
        4.1.3 试验方案
        4.1.4 试验具体操作步骤
        4.1.5 工况设立
    4.2 计算过程
    4.3 试验结果
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 论文总结
    5.2 课题展望
参考文献
致谢
作者简介

(4)上承式钢管混凝土桁式拱桥K型节点疲劳寿命研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 钢管混凝土拱桥发展概述
    1.2 钢管混凝土拱桥节点形式及受力特点
    1.3 钢管混凝土拱桥疲劳性能研究现状
    1.4 本文研究方法与主要工作
第二章 公路桥梁疲劳寿命分析理论
    2.1 概述
    2.2 S-N曲线法
        2.2.1 名义应力法
        2.2.2 热点应力法
        2.2.3 缺口应力法
        2.2.4 局部应力应变法
    2.3 疲劳累积损伤理论
        2.3.1 线性疲劳累积损伤理论
        2.3.2 非线性疲劳累积损伤理论
        2.3.3 概率疲劳累积损伤理论
    2.4 断裂力学理论在非恒幅载荷下的疲劳裂纹扩展
        2.4.1 管道节点的应力强度因子
        2.4.2 基于Paris公式的等效载荷方法
        2.4.3 疲劳裂纹扩展时限
        2.4.4 疲劳断裂准则
    2.5 小结
第三章 有限元模型建立及局部热点SCF应力系数计算
    3.1 依托工程简介
    3.2 上承式钢管混凝土桁式拱桥三维有限元模型
    3.3 桁架拱肋计算节点的选取及其参数
    3.4 节点FEA局部模型的建立
    3.5 节点局部应力集中系数
    3.6 本章小结
第四章 汽车荷载作用下拱肋K型节点疲劳分析
    4.1 公路桥梁疲劳荷载谱与应力谱
        4.1.1 疲劳荷载谱的制定
        4.1.2 我国疲劳荷载谱研究现状
    4.2 钢管混凝土拱桥节点在疲劳车辆荷载作用下的动力响应
    4.3 桁架节点热点应力幅及其循环周期数
    4.4 钢管混凝土节点疲劳寿命
        4.4.1 S-N曲线的选取
        4.4.2 节点裂纹形成寿命
        4.4.3 节点裂纹扩展寿命
    4.5 汽车超载对钢管混凝土节点疲劳寿命的影响
        4.5.1 汽车超载对节点内力的动力响应影响
        4.5.2 汽车超载对节点热点应力幅的影响
        4.5.3 汽车超载作用下节点裂纹形成寿命
        4.5.4 汽车超载作用下节点裂纹扩展寿命
    4.6 本章小结
第五章 地震作用下拱肋K型节点疲劳损伤
    5.1 全桥一致激励分析
        5.1.1 全桥一致激励下钢管混凝土节点的加速度时程
    5.2 一致分析下钢管混凝土节细节点内应力分析结果
        5.2.1 节点内力时程分析结果
        5.2.2 节点应力时程分析结果
    5.3 节点疲劳损伤计算
    5.4 不同地震加速度对钢管混凝土细节点疲劳损伤的影响
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附件A 雨流法MATLAB代码
附录B 攻读硕士学位期间发表的论文

(5)中国桥梁工程学术研究综述·2021(论文提纲范文)

0引言(东南大学王景全老师提供初稿)
1 桥梁工程研究新进展(东南大学王景全老师提供初稿)
    1.1新材料促进桥梁工程技术革新
    1.2桥梁工业化进程与智能建造技术取得长足发展
    1.3桥梁抗灾变能力显着提高
    1.4桥梁智能化水平大幅提升
    1.5跨海桥梁深水基础不断创新
2桥梁结构设计
    2.1桥梁作用及分析(同济大学陈艾荣老师、长安大学韩万水老师、河北工程大学刘焕举老师提供初稿)
        2.1.1汽车作用
        2.1.2温度作用
        2.1.3浪流作用
        2.1.4分析方法
        2.1.5展望
    2.2钢桥及组合结构桥梁(西南交通大学卫星老师提供初稿)
        2.2.1新型桥梁用钢的研发
        2.2.2焊接节点疲劳性能
        2.2.3钢结构桥梁动力行为
        2.2.4复杂环境钢桥服役性能
        2.2.5组合结构桥梁空间力学行为
        2.2.6组合结构桥梁关键构造力学行为
        2.2.7展望
    2.3高性能材料
        2.3.1超高性能混凝土(湖南大学邵旭东老师提供初稿)
        2.3.2工程水泥基复合材料(西南交通大学张锐老师提供初稿)
        2.3.3纤维增强复合材料(北京工业大学刘越老师提供初稿)
        2.3.4智能材料(西南交通大学勾红叶老师提供初稿)
        2.3.5展望
    2.4桥梁基础工程(同济大学梁发云老师提供初稿)
        2.4.1深水桥梁基础形式
        2.4.2桥梁基础承载性能分析
        2.4.3桥梁基础动力特性分析
        2.4.4深水桥梁基础工程面临的挑战
3桥梁建造新技术
    3.1钢结构桥梁施工新技术(西南交通大学卫星老师提供初稿)
        3.1.1钢结构桥梁工程建设成就
        3.1.2焊接制造新技术
        3.1.3施工新技术
    3.2桥梁快速建造技术(北京工业大学贾俊峰老师提供初稿)
        3.2.1预制装配桥梁上部结构关键技术
        3.2.2预制装配桥墩及其抗震性能研究进展
        3.2.2.1灌浆/灌缝固定连接预制桥墩及其抗震性能
        3.2.2.2无黏结预应力连接预制桥墩及其抗震性能
    3.3桥梁建造技术发展态势分析
4桥梁运维
    4.1监测与评估(浙江大学叶肖伟老师、湖南大学孔烜老师、西南交通大学崔闯老师提供初稿)
        4.1.1监测技术
        4.1.2模态识别
        4.1.3模型修正
        4.1.4损伤识别
        4.1.5状态评估
        4.1.6展望
    4.2智能检测(西南交通大学勾红叶老师提供初稿)
        4.2.1智能检测技术
        4.2.2智能识别与算法
        4.2.3展望
    4.3桥上行车安全性(中南大学国巍老师提供初稿)
        4.3.1风荷载作用下桥上行车安全性
        4.3.1.1车-桥气动参数识别
        4.3.1.2风载作用下桥上行车安全性评估
        4.3.1.3风浪作用下桥上行车安全性
        4.3.1.4风屏障对行车安全性的影响
        4.3.2地震作用下行车安全性
        4.3.2.1地震-车-桥耦合振动模型
        4.3.2.2地震动激励特性的影响
        4.3.2.3地震下桥上行车安全性评估
        4.3.2.4车-桥耦合系统地震预警阈值研究
        4.3.3长期服役条件下桥上行车安全性
        4.3.4冲击系数与振动控制研究
        4.3.4.1车辆冲击系数
        4.3.4.2车-桥耦合振动控制方法
        4.3.5研究展望
    4.4加固与性能提升(西南交通大学勾红叶老师提供初稿)
        4.4.1增大截面加固法
        4.4.2粘贴钢板加固法
        4.4.3体外预应力筋加固法
        4.4.4纤维增强复合材料加固法
        4.4.5组合加固法
        4.4.6新型混凝土材料的应用
        4.4.7其他加固方法
        4.4.8发展展望
5桥梁防灾减灾
    5.1抗震减震(北京工业大学贾俊峰老师、中南大学国巍老师提供初稿)
        5.1.1公路桥梁抗震研究新进展
        5.1.2铁路桥梁抗震性能研究新进展
        5.1.3桥梁抗震发展态势分析
    5.2抗风(东南大学张文明老师、哈尔滨工业大学陈文礼老师提供初稿)
        5.2.1桥梁风环境
        5.2.2静风稳定性
        5.2.3桥梁颤振
        5.2.4桥梁驰振
        5.2.5桥梁抖振
        5.2.6主梁涡振
        5.2.7拉索风致振动
        5.2.8展望
    5.3抗火(长安大学张岗老师、贺拴海老师、宋超杰等提供初稿)
        5.3.1材料高温性能
        5.3.2仿真与测试
        5.3.3截面升温
        5.3.4结构响应
        5.3.5工程应用
        5.3.6展望
    5.4抗撞击及防护(湖南大学樊伟老师、谢瑞洪、王泓翔提供初稿)
        5.4.1车撞桥梁结构研究现状
        5.4.2船撞桥梁结构研究进展
        5.4.3落石冲击桥梁结构研究现状
        5.4.4研究展望
    5.5抗水(东南大学熊文老师提供初稿)
        5.5.1桥梁冲刷
        5.5.2桥梁水毁
        5.5.2.1失效模式
        5.5.2.2分析方法
        5.5.3监测与识别
        5.5.4结论与展望
    5.6智能防灾减灾(西南交通大学勾红叶老师、哈尔滨工业大学鲍跃全老师提供初稿)
6结语(西南交通大学张清华老师提供初稿)
策划与实施

(6)基于模型静动力测试的悬索桥损伤诊断模拟研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 桥梁结构健康监测研究现状
    1.3 结构损伤识别研究现状
        1.3.1 基于结构静力参数的损伤识别
        1.3.2 基于结构动力参数的损伤识别
        1.3.3 基于新兴智能算法的损伤识别
        1.3.4 基于模型修正的损伤识别
    1.4 课题研究的目的和意义
    1.5 论文主要研究内容与技术路线
2 试验模型设计制作与安装
    2.1 悬索桥简介
    2.2 桥梁结构试验模型研究现状
    2.3 试验模型设计
        2.3.1 模型相似分析
        2.3.2 模型整体与局部设计
    2.4 试验模型加工安装
        2.4.1 模型制作
        2.4.2 模型安装
    2.5 本章小结
3 试验模型的静动力加载测试分析
    3.1 概述
    3.2 试验模型静动力测试系统设计
        3.2.1 主要试验内容
        3.2.2 测试系统数据采集流程介绍
        3.2.3 传感器的选择
        3.2.4 试验模型中重要构件的编号
    3.3 试验模型静动载测试下无损与损伤分析
        3.3.1 试验工况
        3.3.2 主梁各控制截面挠度值测试
        3.3.3 吊索拉力值测试
        3.3.4 主梁应变测试
        3.3.5 固有频率测试
        3.3.6 试验模型静动力加载有无损分析总结
    3.4 本章小结
4 悬索桥试验模型数值分析
    4.1 有限元模型的建立小
        4.1.1 单元的性质与选择
        4.1.2 空间有限元模型建立
    4.2 有限元模型修正
    4.3 有限元模型的试算分析
        4.3.1 主梁挠度计算值
        4.3.2 吊索拉力计算值
        4.3.3 主梁应变计算值
        4.3.4 固有频率计算值
    4.4 本章小结
5 WVD交叉项损伤识别方法阐述与有限元梁结构损伤试验验证
    5.1 时频分析方法概述
        5.1.1 线性时频分析
        5.1.2 双线性时频分析
    5.2 WVD交叉项的产生与提取
        5.2.1 交叉项的产生
        5.2.2 算例说明
        5.2.3 交叉项的提取
    5.3 WVD交叉项在有限元梁式结构模型损伤中的试验验证
        5.3.1 悬臂梁有限元模型在激励荷载下损伤识别试验
        5.3.2 悬臂梁有限元模型在移动荷载下损伤识别试验
        5.3.3 简支梁有限元模型在激励荷载下损伤识别试验
        5.3.4 简支梁有限元模型在移动荷载下损伤识别试验
    5.4 本章小结
6 WVD交叉项在悬索桥有限元模型损伤识别中的应用
    6.1 桥梁有限元模型模拟损伤类型
    6.2 吊索损伤识别研究
        6.2.1 试验工况设计
        6.2.2 试验测试与分析
    6.3 主梁损伤识别研究
        6.3.1 试验工况设计
        6.3.2 试验测试与分析
    6.4 主缆损伤识别研究
        6.4.1 试验工况设计
        6.4.2 试验测试与分析
    6.5 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果

(7)基于车桥耦合振动的桥梁快速测试与诊断(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 桥梁维护管理的意义和现状
        1.1.1 桥梁维护管理的意义
        1.1.2 桥梁维护管理的现状
    1.2 桥梁检测与评估
        1.2.1 桥梁的一般检查
        1.2.2 桥梁评估规范
        1.2.3 桥梁无损检测技术
        1.2.4 桥梁检测方法
        1.2.5 桥梁自动化检测
    1.3 结构健康监测技术
        1.3.1 结构健康监测技术的发展
        1.3.2 结构健康监测系统的构成
        1.3.3 结构健康监测技术的应用
        1.3.4 结构健康监测技术面临的问题
    1.4 桥梁快速测试与评估
        1.4.1 荷载加载车
        1.4.2 桥梁快速扫描检测车
        1.4.3 移动分块冲击振动测试
    1.5 本文的主要研究内容和结构安排
        1.5.1 主要研究内容与创新点
        1.5.2 论文结构安排
第二章 桥梁快速测试思想及设备研发
    2.1 基于车桥耦合振动的桥梁快速测试思想
        2.1.1 基于冲击振动思想进行桥梁快速测试的发展趋势
        2.1.2 基于车桥耦合振动进行桥梁快速测试的方法概述
        2.1.3 基于车桥耦合振动的桥梁快速测试理论框架
    2.2 基于车桥耦合振动思想进行桥梁测试的理论优势
        2.2.1 结构位移频响函数估计方法比较
        2.2.2 位移频响函数幅值的缩放关系
        2.2.3 位移柔度和位移频响函数的关系
        2.2.4 基于复模态理论进行柔度识别的优势
        2.2.5 基于冲击振动的桥梁柔度识别框架
    2.3 冲击荷载产生装置研发
        2.3.1 落锤激振装置研发
        2.3.2 移动冲击装置
        2.3.3 基于移动车辆动力特征的车轮力识别方法
    2.4 本章小结
第三章 基于车桥耦合振动和加速度测量的桥梁快速测试
    3.1 解耦车桥耦合振动
        3.1.1 车桥耦合振动理论
        3.1.2 车桥耦合振动解耦
    3.2 等效荷载分配
        3.2.1 平面梁单元的等效节点荷载
        3.2.2 梁格单元的等效节点荷载
    3.3 桥梁振动系统的多输入多输出(MIMO)频响函数
        3.3.1 H1, H2, Hv方法求解MIMO频响函数
        3.3.2 随机子空间识别(SSI)方法求解MIMO频响函数
        3.3.3 目标频响函数矩阵提取
    3.4 复杂MIMO桥梁系统的位移柔度识别理论
        3.4.1 位移频响函数矩阵的奇异值分解
        3.4.2 CMIF图和位移振型识别
        3.4.3 增强位移频响函数构造
        3.4.4 基于增强频响函数的模态参数识别
        3.4.5 基于增强频响函数模态缩放系数识别
        3.4.6 位移柔度矩阵识别
        3.4.7 模态保证准则
        3.4.8 算法实施流程
    3.5 数值仿真模拟
        3.5.1 车桥耦合模型
        3.5.2 桥梁模态参数识别
        3.5.3 桥梁柔度矩阵识别
        3.5.4 桥梁变形预测
        3.5.5 算法的鲁棒性研究
    3.6 车轮简支梁耦合激励实验
        3.6.1 实验设计
        3.6.2 车轮简支梁耦合激励实验测试
        3.6.3 简支梁结构的柔度识别
        3.6.4 简支梁位移变形预测
    3.7 本章小节
第四章 基于车桥耦合振动和长标距应变测量的桥梁快速测试与诊断
    4.1 长标距应变传感技术
        4.1.1 长标距传感概念
        4.1.2 长标距应变传感器独特优势
        4.1.3 基于长标距传感器的结构区域分布传感理念
        4.1.4 钢筋混凝土梁的区域分布传感
    4.2 基于长标距应变的共轭梁理论
        4.2.1 梁的挠曲线、转角、曲率、应变关系
        4.2.2 共轭梁法基本原理
        4.2.3 由长标距应变计算梁的挠度
    4.3 长标距应变柔度识别和位移柔度识别
        4.3.1 长标距应变频响函数
        4.3.2 长标距应变频响函数的奇异值分解
        4.3.3 基于长标距应变的增强频响函数
        4.3.4 基于长标距应变的模态参数识别
        4.3.5 长标距应变柔度矩阵和位移柔度矩阵识别
    4.4 数值仿真分析
        4.4.1 车桥耦合振动模型
        4.4.2 数据分析
        4.4.3 识别结果验证
    4.5 影响因素分析
        4.5.1 路面不平整度
        4.5.2 车速
        4.5.3 测量噪声
        4.5.4 车重
    4.6 桥梁快速诊断与评估
        4.6.1 基于识别参数的损伤指标
        4.6.2 桥梁性能快速评估
    4.7 本章结论
第五章 基于改进的Prony方法的结构柔度识别理论
    5.1 概述
    5.2 基于脉冲响应的柔度识别理论
        5.2.1 单位脉冲响应函数
        5.2.2 单位脉冲响应函数矩阵的奇异值分解
        5.2.3 增强单位脉冲响应函数
        5.2.4 增强脉冲响应函数的离散化
        5.2.5 基于增强脉冲响应函数的Prony方法
        5.2.6 基于增强脉冲响应函数的模态缩放系数识别
        5.2.7 基于增强脉冲响应函数的位移柔度矩阵识别
    5.3 基于增强脉冲响应函数改进的Cadzow算法
    5.4 算法实施流程
    5.5 数值仿真计算
        5.5.1 桥梁数值模型及冲击振动测试模拟
        5.5.2 位移振型识别及单位脉冲响应计算
        5.5.3 构造增强单位脉冲响应函数
        5.5.4 基于改进Cadzow算法的去噪处理
        5.5.5 基于扩展Prony方法的模态参数识别
        5.5.6 结构柔度矩阵识别
        5.5.7 静载工况下的位移变形预测
    5.6 试验室实验
        5.6.1 简支梁实验简介
        5.6.2 冲击振动测试
        5.6.3 静载实验
        5.6.4 结构的模态参数识别
        5.6.5 结构柔度矩阵识别
        5.6.6 静载工况下的位移变形预测
        5.6.7 算法比较
    5.7 本章小结
第六章 基于车桥耦合振动的桥梁快速测试工程应用
    6.1 燕湖桥移动力锤连续冲击测试
        6.1.1 移动力锤连续冲击测试方案设计
        6.1.2 移动力锤连续冲击实桥测试
        6.1.3 移动力锤连续冲击测试数据分析
    6.2 燕湖桥车桥耦合振动实桥测试
        6.2.1 车桥耦合振动测试工程简介
        6.2.2 车桥耦合振动测试传感器布置方案
        6.2.3 车桥耦合振动测试方案
        6.2.4 车桥耦合振动测试数据分析
    6.3 实验结果总结
第七章 全文总结与展望
    7.1 全文工作总结
    7.2 后续工作展望
参考文献
发表论文情况
致谢

(8)抗滑桩损伤识别及评估方法的振动台试验研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 抗滑桩的震害损伤形式
    1.3 国内外损伤识别方法现状
        1.3.1 基于动力指纹类损伤识别方法
        1.3.2 基于小波变化类损伤识别方法
        1.3.3 基于模型修正类损伤识别方法
        1.3.4 基于神经网络类损伤识别方法
    1.4 本文研究内容及技术路线
第2章 损伤识别方法详述
    2.1 动力指纹类法
    2.2 基于小波包能量法
        2.2.1 小波变换基本原理
        2.2.2 连续小波变换与离散小波变换
        2.2.3 小波多分辨分析
        2.2.4 小波包变换
        2.2.5 小波包能量谱与损伤识别
        2.2.6 小波基函数和分解层次n的选取
        2.2.7 现有小波包损伤指标的定义
    2.3 本章小结
第3章 抗滑桩振动台模型试验
    3.1 振动台模型试验方案
        3.1.1 相似比介绍
        3.1.2 模型断面设计及传感器布设
        3.1.3 抗滑桩边坡承载力数值计算
        3.1.4 加载方案
    3.2 试验与现象
        3.2.1 A组
        3.2.2 B组
        3.2.3 C组
    3.3 振动台试验动力响应
        3.3.1 正弦波动土压力分析
        3.3.2 桩身应变规律
        3.3.3 模型PGA放大系数分布规律
    3.4 监测布点原则
    3.5 本章小结
第4章 抗滑桩损伤识别
    4.1 基于动力指纹的损伤识别法
        4.1.1 频率变化
        4.1.2 基于自振频率的损伤定量
        4.1.3 基于加速度振型与置信准则的损伤定位
        4.1.4 动力指纹识别损伤的局限性
    4.2 基于小波包能量的损伤识别法
        4.2.1 小波参数选取
        4.2.2 现有小波包能量损伤指标对比
        4.2.3 现有小波包能量损伤指标识别效果
        4.2.4 新小波包能量损伤指标的提出与应用
    4.3 坡体稳定性评价
    4.4 本章小结
第5章 损伤识别的三维数值模拟
    5.1 模型参数设置
    5.2 抗滑桩模型监测布点
    5.3 初始损伤的模拟
    5.4 基于动力指纹的损伤识别法
        5.4.1 基于振型的损伤定位
        5.4.2 基于频率的损伤定量
    5.5 基于小波包能量△ERPD指标的损伤识别法
    5.6 本章小结
结论与展望
    结论
        1 抗滑桩震后损伤的定位方法
        2 抗滑桩震后损伤的定量方法
        3 坡体稳定性评价
    展望
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的论文

(9)混凝土梁桥加宽结合构造设计与性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
        1.2.3 桥梁加宽存在的问题
    1.3 研究目的及意义
第二章 混凝土梁桥加宽方式及新旧结构结合构造影响因素分析
    2.1 现阶段混凝土梁桥加宽形式及方法
        2.1.1 混凝土梁桥加宽原则
        2.1.2 混凝土梁桥加宽方式
        2.1.3 混凝土梁桥加宽工艺
    2.2 混凝土收缩、徐变的原因及影响
        2.2.1 混凝土收缩、徐变的原因
        2.2.2 混凝土收缩、徐变的影响
    2.3 材料性能退化的原因及影响
    2.4 加宽桥梁基础沉降差异的原因及影响
        2.4.1 加宽桥梁基础沉降差异的原因
        2.4.2 加宽桥梁基础沉降差异的影响
    2.5 汽车荷载对湿接缝混凝土最终强度的影响
    2.6 本章小结
第三章 加宽后混凝土空心板梁及T梁结构力学性能分析
    3.1 混凝土空心板桥加宽后力学性能分析
        3.1.1 混凝土空心板桥沉降差异影响计算分析
        3.1.2 混凝土空心板桥存梁时间差异影响计算分析
    3.2 混凝土T型梁桥加宽后力学性能分析
        3.2.1 混凝土T梁沉降差异影响计算分析
        3.2.2 混凝土T梁存梁时间差异影响计算分析
    3.3 本章小结
第四章 波形钢板结合构造设计研究
    4.1 波形钢板的构造及力学特性
        4.1.1 波形钢板的构造特性
        4.1.2 波纹钢板的力学性能
    4.2 波形钢板结合构造的设计及计算
        4.2.1 混凝土T梁波形结合构造计算
        4.2.2 混凝土空心板梁波形结合构造计算
    4.3 波形钢板结合构造适用参数分析及安装方法
        4.3.1 波形钢板结合构造的适用参数分析
        4.3.2 波形钢板结合构造的安装流程
    4.4 本章小结
第五章 铰链-桁架组合结合构造设计研究
    5.1 铰链及桁架在实际工程中的应用
        5.1.1 铰链在实际工程中的应用
        5.1.2 桁架在实际工程中的应用
    5.2 铰链-桁架组合结合构造的设计及计算
        5.2.1 混凝土T梁铰链-桁架组合结合构造计算
        5.2.2 混凝土空心板梁铰链-桁架组合结合构造计算
        5.2.3 铰链机构耳板及销轴计算
    5.3 铰链-桁架组合结合构造适用性分析及安装方法
        5.3.1 铰链-桁架组合结合构造的适用参数分析
        5.3.2 铰链-桁架组合结合构造的安装流程
    5.4 本章小结
第六章 新旧结构结合处混凝土翼缘板力学行为分析
    6.1 车辆荷载对翼缘板结构的影响
        6.1.1 车轮作用于翼缘板根部时的影响分析
        6.1.2 车轮作用于翼缘板边缘时的影响分析
        6.1.3 车轮作用于新旧桥结合处时的影响分析
    6.2 翼缘板结构在重复荷载作用下的疲劳寿命分析
        6.2.1 疲劳分析方法
        6.2.2 疲劳损伤理论
        6.2.3 翼缘板在重复荷载作用下的疲劳分析
    6.3 翼缘板加固改造措施
        6.3.1 粘贴钢板加固改造
        6.3.2 加铺铺装层改造
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录 A
附录 B
在学期间发表的论文和取得的学术成果

(10)基于定轴旋转摄影的桥梁结构全息形态监测及损伤识别方法(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 桥梁结构状态监测方法研究现状
        1.2.1 常规安全监测方法
        1.2.2 桥梁智能监测新技术进展
    1.3 结构损伤识别方法的研究现状
        1.3.1 常规桥梁损伤识别方法
        1.3.2 图像处理技术在结构损伤识别中的应用
    1.4 桥梁结构损伤识别问题探讨
    1.5 本文主要研究工作
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 技术路线
第二章 面向桥梁结构状态监测的数字图像获取方法
    2.1 桥梁状态监测影像数据采集方案
    2.2 摄影图像的几何关系与转角约束
        2.2.1 最大转角对监测图像的影响及阈值判定方法
        2.2.2 相邻图像适度旋转角的阈值判定方法
    2.3 单机监测桥梁结构状态的硬件系统组成
    2.4 本章小结
第三章 基于旋转摄影的桥梁等效正射图像获取方法
    3.1 投影中心偏移矫正方法
        3.1.1 连续图像序列向基准图像的映射
        3.1.2 图像序列投影中心偏移纠正方法
        3.1.3 投影中心矫正方法的试验验证
    3.2 基于尺度不变特征变换(SIFT)的图像同名点数学表征
        3.2.1 SIFT特征点的提取和配准
        3.2.2 尺度变化对特征点稳定性的影响
        3.2.3 转角变化对特征点稳定性的影响
    3.3 桥梁结构正射图像获取试验
        3.3.1 模型试验梁的设计与制作
        3.3.2 试验数据的采集方法
        3.3.3 试验梁的损伤及加载制度
        3.3.4 试验梁的等效正射图像获取
    3.4 本章小结
第四章 桥梁结构图像轮廓线全息变形获取方法
    4.1 基于模糊集理论的桥梁图像增强
    4.2 桥梁图像边缘连续化处理
        4.2.1 不连续边缘检测算法改进
        4.2.2 灰度形态学对不连续边缘的处理
        4.2.3 桥梁图像边缘连续性处理效果验证
    4.3 桥梁图像监测分辨率标定和形态提取
        4.3.1 桥梁图像的监测分辨率标定
        4.3.2 桥梁结构主体形态提取
        4.3.3 结构主体形态提取结果验证
    4.4 桥梁结构边缘变形分析
        4.4.1 结构图像边缘线形振荡成因及特征分析
        4.4.2 基于改进小波阈值去噪函数的结构边缘滤波方法
        4.4.3 桥梁结构边缘变形提取及精度验证
    4.5 本章小结
第五章 桥梁结构全场位移矢量求解方法
    5.1 桥梁结构全场位移向量集合的求解方法
        5.1.1 结构图像同名点对的批量筛选与匹配
        5.1.2 图像测量平面点对位置的约束构造
        5.1.3 结构全场位移矢量求解方法
    5.2 位移矢量场一致性约束条件
        5.2.1 全场位移矢量转角误匹配筛除
        5.2.2 位移矢量一致性约束
        5.2.3 矢量一致性约束能力验证
    5.3 结构位移矢量场精度验证
        5.3.1 全场位移矢量精度验证
        5.3.2 局部位移矢量异常分布验证
    5.4 本章小结
第六章 基于全息形态变化的桥梁结构损伤识别方法探索
    6.1 损伤致梁形态变化的理论分析
        6.1.1 带损伤梁的变形方程
        6.1.2 损伤致梁形态变化的数值算例
    6.2 基于形态变化损伤识别的数值模拟
        6.2.1 有限元模型的建立
        6.2.2 损伤梁有限元数值分析结果
    6.3 全息形态变化下的损伤识别参数选取
        6.3.1 基于曲率参数识别损伤的应用问题
        6.3.2 基于转角参数识别组合梁损伤的数值模拟
    6.4 基于位移矢量转角变化的结构损伤识别方法
        6.4.1 结构位移矢量异常分布特征
        6.4.2 位移转角差表征的结构状态
    6.5 结构损伤识别方法试验验证
        6.5.1 验证试验概况
        6.5.2 试验梁全场位移矢量提取
        6.5.3 试验梁构件的损伤识别
        6.5.4 基于位移矢量转角变化的桥梁结构损伤识别程序
    6.6 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 主要创新点
    7.3 后记与研究展望
致谢
参考文献
在学期间发表的论文和取得的学术成果

四、桥梁结构损伤分析在工程中的实践(论文参考文献)

  • [1]基于频谱分析和小波包熵值技术的压浆密实度检测研究[D]. 石冲. 河北大学, 2021(09)
  • [2]基于等效夹层梁模型的混凝土桥梁损伤反演分析及变体系加固研究[D]. 胡文亮. 长安大学, 2021(02)
  • [3]基于数据驱动的桥梁损伤识别方法研究[D]. 梁李源. 青海大学, 2021
  • [4]上承式钢管混凝土桁式拱桥K型节点疲劳寿命研究[D]. 费建文. 昆明理工大学, 2021(02)
  • [5]中国桥梁工程学术研究综述·2021[J]. Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;. 中国公路学报, 2021(02)
  • [6]基于模型静动力测试的悬索桥损伤诊断模拟研究[D]. 赵瑞. 大连海事大学, 2020(01)
  • [7]基于车桥耦合振动的桥梁快速测试与诊断[D]. 周立明. 东南大学, 2020
  • [8]抗滑桩损伤识别及评估方法的振动台试验研究[D]. 田鸿程. 西南交通大学, 2020(07)
  • [9]混凝土梁桥加宽结合构造设计与性能研究[D]. 滕一平. 重庆交通大学, 2020(01)
  • [10]基于定轴旋转摄影的桥梁结构全息形态监测及损伤识别方法[D]. 楚玺. 重庆交通大学, 2020

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桥梁结构损伤分析在工程中的实践
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