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基于小波包能量的桥梁损伤识别指标

振动．测试与诊断 2015年第4期35卷 715-721,800页

作者：朱劲松孙雅丹天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

为达到桥梁结构损伤识别的目的,基于小波包分析方法提出了小波包能量变化率平方和(the sum square of wavelet packet energy change rate,简称WPERSS)损伤指标。分别将健康与损伤结构的加速度响应信号进行小波包分解得到小波包能量,通... 详细信息

为达到桥梁结构损伤识别的目的,基于小波包分析方法提出了小波包能量变化率平方和(the sum square of wavelet packet energy change rate,简称WPERSS)损伤指标。分别将健康与损伤结构的加速度响应信号进行小波包分解得到小波包能量,通过计算小波包能量变化率平方和损伤指标进行损伤识别。对简支梁模型进行数值模拟,分析单一损伤与两处损伤时不同损伤程度的损伤识别情况,分析不同噪声水平对识别效果的影响。结果表明,该指标可有效识别损伤位置且对噪声具有鲁棒性。对装配式双塔斜拉桥模型进行试验,联合多个测点响应的损伤指标可以判别结构的不同损伤状态,验证了小波包能量变化率平方和指标的有效性。

关键词：小波包损伤识别损伤指标能量变化率平方和

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钢筋混凝土桥面板疲劳数值分析方法

中国公路学报 2012年第1期25卷 59-66页

作者：朱劲松闫广鹏天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

为了模拟车辆荷载作用下桥面板的疲劳损伤退化过程,提出了针对公路钢筋混凝土桥面板疲劳失效过程的数值分析方法。首先在各国相关试验与研究的基础上,通过编制合理的荷载谱,将复杂的车辆荷载进行简化等效;然后提出了高周循环荷载下受弯... 详细信息

为了模拟车辆荷载作用下桥面板的疲劳损伤退化过程,提出了针对公路钢筋混凝土桥面板疲劳失效过程的数值分析方法。首先在各国相关试验与研究的基础上,通过编制合理的荷载谱,将复杂的车辆荷载进行简化等效;然后提出了高周循环荷载下受弯构件中钢筋与混凝土材料的疲劳本构关系,基于ABAQUS软件对一试验板建模分析,验证了疲劳本构关系的正确性;最后,对某实际钢筋混凝土桥面板进行疲劳数值分析与疲劳寿命预测。结果表明:该桥面板的抗疲劳寿命满足要求;所建立的材料疲劳本构关系能够有效模拟钢筋和混凝土在循环加载过程中力学性能的衰减规律。

关键词：桥梁工程钢筋混凝土桥面板数值模拟疲劳本构关系等效荷载

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公路桥梁风险估测方法

哈尔滨工业大学学报 2012年第2期44卷 124-128页

作者：朱劲松王诗青天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

为了提高公路桥梁风险估测的精度、效率和可操作性,提出了响应面法与改进德尔菲法相结合的桥梁风险估测方法.给出了基于响应面法进行桥梁损伤概率计算的流程,利用改进德尔菲法对专家意见进行最优化调整以实现风险损失等级的定量估测.通... 详细信息

为了提高公路桥梁风险估测的精度、效率和可操作性,提出了响应面法与改进德尔菲法相结合的桥梁风险估测方法.给出了基于响应面法进行桥梁损伤概率计算的流程,利用改进德尔菲法对专家意见进行最优化调整以实现风险损失等级的定量估测.通过对内蒙古一座大型自锚式悬索桥运营期地震损伤风险估测,验证了该方法的有效性与实用性.实例应用表明:基于响应面法的桥梁结构损伤概率估测方法既考虑了具体桥梁的受力特性又考虑了客观存在的不确定性,能定量计算结构损伤风险概率;改进德尔菲法克服了传统德尔菲法的不足,在保证专家意见可靠性的同时减少了计算和统计工作量,提高了风险评估工作的效率.

关键词：公路桥梁风险估测响应面法改进的德尔菲法

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基于深度学习的钢桥病害分割与量化

东南大学学报（自然科学版） 2022年第3期52卷 516-522页

作者：朱劲松李欢天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

为解决传统钢桥表面病害难以量化的难题,提出了一种基于深度学习的钢桥病害分割与量化方法.该方法以SOLOv2实例分割网络为基础,将其原ResNet骨干网络替换为VoVNet57网络进行检测与分割.依据分割的病害掩码,增添检测框,计算病害像素值,... 详细信息

为解决传统钢桥表面病害难以量化的难题,提出了一种基于深度学习的钢桥病害分割与量化方法.该方法以SOLOv2实例分割网络为基础,将其原ResNet骨干网络替换为VoVNet57网络进行检测与分割.依据分割的病害掩码,增添检测框,计算病害像素值,并转化为实际面积,完成量化.采集涂层劣化、腐蚀、焊缝开裂等钢桥病害图像共计314幅,数据增强后,得到3241幅病害图像,按4∶1划分训练集和测试集,用Labelme软件进行人工标注.经20000次训练后,得到63.45%的平均精度(mAP),而TensorMask、BlendMask、未改进SOLOv2的训练mAP值分别为55.89%、56.67%、58.25%.同时,将网络输出的病害尺寸量化值和病害尺寸实际值进行对比得到,涂层劣化和腐蚀病害面积相对误差集中在10%以内,焊缝开裂长度相对误差集中在8%以内.所提出的方法可实现钢桥多病害快速、精确的分割与量化,为钢桥智能检测评估提供了技术支撑.

关键词：钢桥病害分割病害量化实例分割深度学习

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疲劳荷载作用下混凝土的边界面模型研究

哈尔滨工业大学学报 2005年第1期37卷 74-79页

作者：宋玉普朱劲松大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

边界面模型是少数可以描述混凝土在复杂的多轴循环荷载作用下性能的本构模型之一,它具有相对简单、应用方便的优点.首先总结了混凝土边界面模型研究的历史沿革,分析了它的构建方法;为了研究以损伤参数控制收缩的一类边界面模型对混凝土... 详细信息

边界面模型是少数可以描述混凝土在复杂的多轴循环荷载作用下性能的本构模型之一,它具有相对简单、应用方便的优点.首先总结了混凝土边界面模型研究的历史沿革,分析了它的构建方法;为了研究以损伤参数控制收缩的一类边界面模型对混凝土的疲劳寿命预测、非线性力学性能描述的能力以及对疲劳加载参数的敏感性,编制了计算程序,将计算结果与试验值进行了比较;分析了这类边界面模型的主要缺陷,提出了进一步完善的思路.

关键词：混凝土边界面模型多轴疲劳寿命预测

爆炸荷载作用下城市桥梁动态响应及其损伤过程分析

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2015年第6期48卷 510-519页

作者：朱劲松邢扬天津大学建筑工程学院天津300072 滨海土木工程与安全教育部重点实验室(天津大学) 天津300072

为了对人流、车流密集的城市市政桥梁进行合理的抗爆设计和爆炸风险评估,提出了爆炸荷载作用下城市桥梁动态响应与损伤过程分析的数值方法.首先,通过对城市桥梁爆炸风险源的分析,确定城市桥梁可能遭遇的爆炸源类型及爆炸荷载工况.然后,... 详细信息

为了对人流、车流密集的城市市政桥梁进行合理的抗爆设计和爆炸风险评估,提出了爆炸荷载作用下城市桥梁动态响应与损伤过程分析的数值方法.首先,通过对城市桥梁爆炸风险源的分析,确定城市桥梁可能遭遇的爆炸源类型及爆炸荷载工况.然后,基于大型通用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立桥梁、炸药和空气三者的有限元模型,分别选择JWL(Jones-Wilkins-Lee)状态方程与线性多项式状态方程对炸药和空气模型进行定义,选用ALE(arbitrary Lagrange-Euler)算法模拟爆炸冲击波在空气中的传播;通过改变炸药的安放位置和质量,得到爆炸荷载作用下桥梁关键部位的位移响应、Von-Mises应力分布和整个桥梁的破坏形态,并模拟爆炸后桥梁的损伤过程;以Tuler-Butcher损伤累积准则为依据,求得某些指定单元在不同爆炸距离和不同TNT当量下的损伤累积曲线.最后,以一座大型钢桁架拱桥为例说明本文提出的方法的计算过程,其计算结果可作为桥梁抗爆设计和爆炸风险评估的依据.

关键词：爆炸荷载 ALE算法钢桁架拱桥动态响应数值模拟

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大跨度PC斜拉桥结构快速分析神经网络模型

中国铁道科学 2007年第1期28卷 33-39页

作者：朱劲松肖汝诚天津大学建筑工程学院天津300072 同济大学桥梁工程系上海200092

为进行大跨度PC斜拉桥、悬索桥等复杂结构的优化设计、可靠性分析或模型修正,提出基于神经网络的结构快速分析方法。通过对比分析不同样本集构造方法对结构分析精度与效率的影响,认为均匀试验设计法是构造网络训练样本的最优方法。基于M... 详细信息

为进行大跨度PC斜拉桥、悬索桥等复杂结构的优化设计、可靠性分析或模型修正,提出基于神经网络的结构快速分析方法。通过对比分析不同样本集构造方法对结构分析精度与效率的影响,认为均匀试验设计法是构造网络训练样本的最优方法。基于Matlab工具箱函数newrb建立招宝山大桥平面分析的径向基函数网络模型,该模型含45个输入层节点和2个输出层节点。根据均匀试验设计法生成180个训练样本,利用有限元分析软件ANSYS进行参数化批量分析,得到样本的模拟试验结果,采用OLS法对径向基函数网络进行训练,用训练好的网络预测结构响应。结果表明:该神经网络模型满足结构快速分析的精度要求,与有限元分析结果吻合良好。

关键词：径向基函数网络神经网络模型均匀设计结构分析斜拉桥

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大跨度斜拉桥拉索安全性分析方法研究

土木工程学报 2006年第9期39卷 74-79页

作者：朱劲松肖汝诚天津大学天津300072 同济大学上海200092

斜拉桥的斜拉索在运营期间的安全是斜拉桥结构安全的最重要条件之一,对斜拉索安全性的分析显得至关重要。考虑构成平行钢丝束斜拉索的高强钢丝本构行为的不均匀性和钢丝之间的相互影响,将Matteo的钢丝延脆性模型和MonteCarlo仿真方法相... 详细信息

斜拉桥的斜拉索在运营期间的安全是斜拉桥结构安全的最重要条件之一,对斜拉索安全性的分析显得至关重要。考虑构成平行钢丝束斜拉索的高强钢丝本构行为的不均匀性和钢丝之间的相互影响,将Matteo的钢丝延脆性模型和MonteCarlo仿真方法相结合,建立斜拉索的强度模型,并从可靠度观点出发分析了斜拉索在桥梁运营条件下安全系数的变异和演化特性,并提出断丝率随服务期演化的线性经验公式来描述拉索的退化问题。在此基础上提出了大跨度斜拉桥拉索安全性分析的工程方法,并以招宝山大桥最长索为例,详细阐述了分析过程,该方法为斜拉桥拉索的安全评估与剩余寿命估算提供了依据。

关键词：斜拉桥拉索评估安全系数蒙特卡罗法

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基于应变冲击系数指标的悬索桥损伤识别方法

振动．测试与诊断 2023年第3期43卷 450-458,617页

作者：朱劲松陈旭晟天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

为实现大跨度悬索桥的快速检测与评估,提出了一种基于动力放大系数的改进损伤识别方法。首先,通过对比完好和损伤桥梁的应变冲击系数构建损伤指标,其中完好桥梁的基准动态响应数据通过自编的车桥耦合程序得到;其次,结合全桥损伤指标的... 详细信息

为实现大跨度悬索桥的快速检测与评估,提出了一种基于动力放大系数的改进损伤识别方法。首先,通过对比完好和损伤桥梁的应变冲击系数构建损伤指标,其中完好桥梁的基准动态响应数据通过自编的车桥耦合程序得到;其次,结合全桥损伤指标的峰值与整体变化趋势进行分析,实现对结构损伤的定位与损伤程度的评估;最后,通过数值模拟和悬索桥缩尺模型试验,验证了该方法对于桥梁损伤定位和定量的有效性。数值模拟与试验结果表明,该方法可较为准确地定位悬索桥损伤,对损伤程度实现初步定量判定。利用损伤桥梁与完好桥梁损伤指标的差值评估桥梁损伤情况,可消除桥面不平顺度对损伤识别的影响。该方法抗噪能力较强,具有较好的工程应用前景。

关键词：悬索桥冲击系数车桥耦合振动损伤识别

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