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城市轨道桥梁群健康监测系统设计及应用

世界桥梁 2023年第5期51卷 60-68页

作者：高洪胡俊亮湖北轨道交通设计研究股份有限公司湖北武汉430014 中铁大桥科学研究院有限公司湖北武汉430034

为防范检测或维养不及时导致的城市轨道交通桥梁运营安全风险,以武汉轨道交通1号线为背景,采用五层次功能架构,设计和建设武汉市轨道交通桥梁健康监测系统管理平台,将1号线30座不同结构形式桥梁纳入平台进行统一的监测和数字化管养。结... 详细信息

为防范检测或维养不及时导致的城市轨道交通桥梁运营安全风险,以武汉轨道交通1号线为背景,采用五层次功能架构,设计和建设武汉市轨道交通桥梁健康监测系统管理平台,将1号线30座不同结构形式桥梁纳入平台进行统一的监测和数字化管养。结合桥梁现场环境、设计图纸、相关规范及计算成果,针对性设计了轨道交通桥梁健康监测方案;采用基于早班空载编组列车的快速荷载试验获取校验系数,以评估结构状态。数据分析结果表明:结构静态响应参数主要表现为日周期和长周期温度效应,结构恒载状态未发生明显变化;桥梁的应变、挠度校验系数计算结果验证了桥梁结构状态的长期稳定性。平台可实现桥梁环境特征分析、桥梁结构状态评估、系统可靠性自证等功能,充分发挥了桥梁健康监测系统的应用价值。

关键词：城市桥轨道桥健康监测集群化系统设计功能架构结构状态评估校验系数

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桥梁转体施工接触面应力分析及优化方法

哈尔滨工程大学学报 2020年第12期41卷 1790-1796页

作者：黄仕平唐勇袁兆勋黄永辉胡俊亮华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084 广州大学广州大学-淡江大学工程结构灾害与控制联合研究中心广东广州510006 中铁大桥科学研究院有限公司湖北武汉430034 桥梁结构健康与安全国家重点实验室湖北武汉430034

为了解决桥梁转体施工中大型接触体在高压状态下的接触问题,本文依据接触力学理论,考虑了聚四氟乙烯滑块在接触过程中的受力情况,提出了简化的接触力学模型。针对滑块的现行设计,采用提出的优化方法,并以茂湛铁路跨线桥为例,对其滑块分... 详细信息

为了解决桥梁转体施工中大型接触体在高压状态下的接触问题,本文依据接触力学理论,考虑了聚四氟乙烯滑块在接触过程中的受力情况,提出了简化的接触力学模型。针对滑块的现行设计,采用提出的优化方法,并以茂湛铁路跨线桥为例,对其滑块分布进行了优化。相比简化前,简化模型在有限元分析中计算效率提高了近10倍。结果表明:采用优化方法可以节省22%的滑块,本文方法为转体施工的接触界面设计和分析提供了一种有效可行的思路。

关键词：转体施工桥梁工程桥梁施工接触力学接触应力优化设计有限元法界面设计

基于分子动力学-格林函数法的微凸体接触数值分析

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力学学报 2017年第4期49卷 961-967页

作者：黄仕平吴杰胡俊亮郑恒斌王卫锋华南理工大学土木与交通学院广州510640 清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084 华南农业大学水利与土木工程学院广州510642

表面接触是摩擦的先决条件,其真实接触面积、压应力大小、空间分布等一直是接触力学关注的核心问题.采用分子动力学-格林函数法(GFMD)模拟粗糙面的接触过程,验证了其在大规模接触分析中的高效及准确性,同时探讨了由微球体组成的粗糙面... 详细信息

表面接触是摩擦的先决条件,其真实接触面积、压应力大小、空间分布等一直是接触力学关注的核心问题.采用分子动力学-格林函数法(GFMD)模拟粗糙面的接触过程,验证了其在大规模接触分析中的高效及准确性,同时探讨了由微球体组成的粗糙面的接触力学特性,并分析了分子尺度下的结果和传统力学模型计算结果的差异.结果表明,单个微凸体接触结果和分子动力学-格林函数法模拟所得非常接近,误差在5%以内.数值模拟发现,在微凸体高度符合高斯分布的情况下,接触面积和接触力成线性关系;在相同接触面积下,微凸体模型得出的接触力偏高,是上限值.微凸体模型没有考虑微凸体间的相互影响,实际是高估了弹性体的刚度;实际接触过程中微凸体相互影响,微凸体对临域形变影响尤其大,使接触区域更加离散.GFMD模型可以准确计算数十亿量级别分子、原子接触过程中真实接触面积及分布,为后续摩擦、滑移等分析提供可靠的参考.

关键词：微凸体模型粗糙面接触分子动力学格林函数法接触力学

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人群-桥梁耦合振动研究及参数分析

华南理工大学学报（自然科学版） 2014年第5期42卷 75-83页

作者：陈舟颜全胜胡俊亮黄仕平余晓琳华南理工大学土木与交通学院广东广州510640

根据交通流和生物力学的研究成果,将人体视为具有质量、刚度、阻尼的两自由度系统,建立了人群过桥时人群-桥梁耦合系统的动力学模型,分析了人群对耦合系统动力特性的影响,研究了不同行走模式时人群-桥梁耦合系统的动力响应和人致振动参... 详细信息

根据交通流和生物力学的研究成果,将人体视为具有质量、刚度、阻尼的两自由度系统,建立了人群过桥时人群-桥梁耦合系统的动力学模型,分析了人群对耦合系统动力特性的影响,研究了不同行走模式时人群-桥梁耦合系统的动力响应和人致振动参数敏感性.结果表明:人群使耦合系统产生了附加振型;人群集度和位置对耦合系统的动力特性影响较大;行走人群对桥梁动力响应的影响主要取决于人群行走的频率是否与结构竖向基频相接近,以及人群行走步调是否相接近;人群集度和行走速度对人群-桥梁耦合系统的动力特性均有不同程度的影响.文中模型避免了计算人群与桥梁的耦合振动时参数取值的任意性.

关键词：人群流行走特性耦合振动动态响应参数分析

基于优化BP神经网络的梁结构有限元模型修正

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华南理工大学学报（自然科学版） 2013年第8期41卷 67-73页

作者：胡俊亮余晓琳郑恒斌陈舟颜全胜华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640

传统的基于灵敏度分析的模型修正方法难以确定合适的待修正设计参数,而大多数不依赖灵敏度分析的模型修正方法往往计算量偏大,计算过程复杂.文中采用参数型模型修正方法,引入基于遗传算法优化的BP神经网络,以结构动力特征向量为输入量,... 详细信息

传统的基于灵敏度分析的模型修正方法难以确定合适的待修正设计参数,而大多数不依赖灵敏度分析的模型修正方法往往计算量偏大,计算过程复杂.文中采用参数型模型修正方法,引入基于遗传算法优化的BP神经网络,以结构动力特征向量为输入量,直接得到修正后设计参数.并由该参数得到有限元模型动力特征向量误差,以此误差最小化为目标函数进行迭代求解,确定最终的修正参数.最后以一座3跨连续梁模型进行试验,验证了该方法的准确性与有效性.

关键词：梁结构模型修正遗传算法 BP神经网络

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装配式轻质隔墙板的数值分析及优化设计

深圳大学学报（理工版） 2019年第1期36卷 80-86页

作者：黄仕平胡梦宇华夏胡俊亮王卫锋华南理工大学土木与交通学院中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏鼎云舜投资有限公司中铁大桥科学研究院有限公司

装配式预制构件优化设计是建筑产品节能、环保、全生命周期价值最大化的基础.为使装配式轻质隔墙板在满足力学性能、保温隔热性能和预制简单等条件下获得最优结构,对新型装配式轻质隔墙板进行了数值分析及优化设计.基于标准化隔墙板,将... 详细信息

装配式预制构件优化设计是建筑产品节能、环保、全生命周期价值最大化的基础.为使装配式轻质隔墙板在满足力学性能、保温隔热性能和预制简单等条件下获得最优结构,对新型装配式轻质隔墙板进行了数值分析及优化设计.基于标准化隔墙板,将圆形孔洞调整为椭圆形孔洞,通过数值分析比较了两种隔墙板(圆形截面和椭圆形截面)的受力性能和保温隔热性能.考虑施工和使用过程可能出现的荷载模式,对隔墙板的整体刚度和薄弱点的应力集中效应进行了分析.通过设定热参数,比较了两种隔墙板在密闭空间内的降温时间.结果表明,采用椭圆形孔洞隔墙板不仅自身质量减少5. 6%,孔洞应力集中效应也有一定程度减小,其保温性能比圆形孔洞隔墙板提升了12%.

关键词：结构工程轻质隔墙板数值分析刚度应力集中系数保温性能

基于Kriging模型的钢管混凝土连续梁拱桥有限元模型修正

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振动与冲击 2014年第14期33卷 33-39页

作者：胡俊亮颜全胜郑恒斌崔楠楠余晓琳华南理工大学土木与交通学院广州510640

提出基于Kriging模型的有限元模型修正方法。Kriging模型为据区域内若干信息样品某种特征数据对该区域同类特征未知数作线性无偏、最小方差估计方法,其只用少量样本即可获得较高精度预测结果。用Kriging模型对平面桁架进行有限元模型修... 详细信息

提出基于Kriging模型的有限元模型修正方法。Kriging模型为据区域内若干信息样品某种特征数据对该区域同类特征未知数作线性无偏、最小方差估计方法,其只用少量样本即可获得较高精度预测结果。用Kriging模型对平面桁架进行有限元模型修正,验证该方法的可行性与准确性;对一连续梁拱桥进行模型修正,并与GA算法、BP神经网络方法模型修正结果比较分析。Kriging模型仅需一定量测量频率信息即可完成模型修正,能避免修正过程中进行有限元模型迭代计算。结果表明,该方法能准确预测有效频率范围(active frequency range)外模态信息,计算效率、精度较高,可用于工程实践。

关键词： Kriging模型模型修正线性无偏最小方差估计连续梁拱桥

GPS/BDS-RTK与惯导组合实现大型桥梁垂向线形测量

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测绘科学 2022年第6期47卷 1-7页

作者：张绍成殷飞胡俊亮李玮中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院武汉430074 中铁大桥科学研究院有限公司武汉430034

针对桥梁线性测量应用中,传统地面测量方法存在作业效率低、对桥面交通影响大等问题,该文提出采用GPS和北斗的实时差分动态(RTK)与高精度光纤惯性测量系统(INS)的紧组合解决方案,利用INS辅助RTK在信号失锁的时间内,维持厘米级精度的定... 详细信息

针对桥梁线性测量应用中,传统地面测量方法存在作业效率低、对桥面交通影响大等问题,该文提出采用GPS和北斗的实时差分动态(RTK)与高精度光纤惯性测量系统(INS)的紧组合解决方案,利用INS辅助RTK在信号失锁的时间内,维持厘米级精度的定位结果输出。结果表明,在地面模拟实验和某大型跨江桥梁的实测中,垂直方向的中误差均优于2 cm。惯性测量系统采用的GPS/BDS-RTK与INS组合方案可满足大型桥梁在垂直方向的厘米级精度的快速线形测量需求,具有较强的工程应用前景。

关键词：全球定位系统动态后处理差分北斗卫星导航系统惯性导航系统桥梁线形测量

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基于动态测试数据的旧桥系统参数识别

市政技术 2022年第4期40卷 1-5,35页

作者：胡俊亮叶仲韬吴杰桥梁结构健康与安全国家重点实验室湖北武汉430034 中铁大桥科学研究院有限公司湖北武汉430034 建筑健康监测与灾害预防国家地方联合工程实验室安徽合肥230601 武汉轻工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430023

为快速、有效地识别环境激励下钢桁架桥的模态参数,选择应用较为广泛的峰值法和特征系统实现算法2种模态参数识别方法进行研究,并将稳定图与功率谱密度函数相结合的方法用于真假模态的甄别。以一座钢桁架桥为例验证2种识别方法以及真假... 详细信息

为快速、有效地识别环境激励下钢桁架桥的模态参数,选择应用较为广泛的峰值法和特征系统实现算法2种模态参数识别方法进行研究,并将稳定图与功率谱密度函数相结合的方法用于真假模态的甄别。以一座钢桁架桥为例验证2种识别方法以及真假模态判别方法的有效性,结果表明运用峰值法和特征系统实现算法均可较为快速有效地得到钢桁架桥的模态参数,其中特征系统实现算法的效果更好;稳定图与功率谱密度函数相结合的方法可以弥补峰值法和特征系统实现算法的不足,使振动模态识别的结果更为可靠。

关键词：系统识别峰值法特征系统实现算法稳定图功率谱密度函数

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