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Running train induced vibrations and noises of elevated railway structures and their influences on environment

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Frontiers of Structural and Civil Engineering 2009年第1期3卷 9-17页

作者： He XIA Fei GAO Xuan WU Nan ZHANG guido de roeck Geert deGRANde School of Civil Engineering Beijing Jiaotong UniversityBeijing 100044China department of Civil Engineering Catholic University of LeuvenB3001HeverleeBelgium

The vibrations and noises of elevated railway structures have been cause for concern due to their effects on the environment and the people living near elevated *** this paper,the main structural features of some new elevated bridges and station hall were *** generation mechanism of vibrations and noise of elevated structures induced by trains were *** noise induced by different types of elevated bridges,their influences on the environment and the theoretical method for the analysis of structure borne noise was ***,several field measurements on train induced noises at the platforms of elevated subway stations and bridges were presented.

关键词： railway elevated structure bridge station vibration noise environment

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高架桥梯形轨枕轨道不平顺测量

北京交通大学学报 2010年第4期34卷 102-106页

作者：邓玉姝夏禾 guido de roeck 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 天主教鲁汶大学土木工程系

北京地铁5号线天通苑站至天通苑北站之间铺设了一段长为171 m的梯形轨枕轨道试验段.为了得出符合城市轨道交通实际情况的轨道不平顺谱,对梯形轨枕轨道试验段进行了轨道不平顺测量,并对轨道不平顺功率谱进行了拟合,得出了拟合曲线的特征... 详细信息

北京地铁5号线天通苑站至天通苑北站之间铺设了一段长为171 m的梯形轨枕轨道试验段.为了得出符合城市轨道交通实际情况的轨道不平顺谱,对梯形轨枕轨道试验段进行了轨道不平顺测量,并对轨道不平顺功率谱进行了拟合,得出了拟合曲线的特征参数.通过对测量结果进行幅值分析和功率谱分析可知,北京地铁5号线梯形轨枕轨道试验段的轨道平顺状态较好.

关键词：轨道不平顺地铁高架桥梁梯形轨枕功率谱密度拟合模型

Damage detection in steel plates using feed-forward neural network coupled with hybrid particle swarm optimization and gravitational search algorithm

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Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering) 2021年第6期22卷 467-480页

作者： Long Viet HO Duong Huong NGUYEN guido de roeck Thanh BU-TIEN Magd Abdel WAHAB Soete Laboratory Department of Electrical EnergyMetalsMechanical Constructions and SystemsFaculty of Engineering and ArchitectureGhent UniversityGent 9000Belgium department of Bridge and Tunnel Engineering Faculty of Civil EngineeringUniversity of Transport and CommunicationsHo Chi Minh 700000Vietnam department of Bridge and Tunnel Engineering Faculty of Bridge and RoadNational University of Civil EngineeringHanoiVietnam department of Civil Engineering Structural MechanicsKatholieke Universiteit LeuvenB-3001 LeuvenBelgium department of Bridge and Tunnel Engineering Faculty of Civil EngineeringUniversity of Transport and CommunicationsHanoiVietnam Division of Computational Mechanics Ton Due Thang UniversityHo Chi Minh CityVietnam Faculty of Civil Engineering Ton Due Thang UniversityHo Chi Minh CityVietnam

Over recent decades,the artificial neural networks(ANNs)have been applied as an effective approach for detecting damage in construction ***,to achieve a superior result of defect identification,they have to overcome some shortcomings,for instance slow convergence or stagnancy in local ***,optimization algorithms with a global search ability are used to enhance ANNs,*** increase the rate of convergence and to reach a global *** paper introduces a two-stage approach for failure identification in a steel *** the first step,the presence of defects and their positions are identified by modal *** the second step,a feedforward neural network,improved by a hybrid particle swarm optimization and gravitational search algorithm,namely FNN-PSOGSA,is used to quantify the severity of *** element(FE)models of the beam for two damage scenarios are used to certify the accuracy and reliability of the proposed *** comparison,a traditional ANN is also used to estimate the severity of the *** obtained results prove that the proposed approach can be used effectively for damage detection and quantification.

关键词： Feedforward neural network-particle swarm optimization and gravitational search algorithm(FNN-PSOGSA) Modal damage indices Damage detection Hybrid algorithm PSOGSA

Health Monitoring Based on Dynamic Flexibility Matrix: Theoretical Models versus <i>In-Situ</i>Tests

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Engineering（科研） 2017年第2期9卷 37-67页

作者： Sebastian Schommer Jean Mahowald Viet Ha Nguyen Danièle Waldmann Stefan Maas Arno Zürbes guido de roeck Université du Luxembourg Faculté des Sciences de la Technologie et de la Communication Research Unit Engineering Sciences Luxembourg Luxembourg Technische Hochschule Bingen Fachbereich 2-Technik Informatik und Wirtschaft Bingen Germany department of Civil Engineering Division of Structural Mechanics KU Leuven Leuven Belgium

The paper focuses on damage detection of civil engineering structures and especially on concrete bridges. A method for structural health monitoring based on vibrational measurements is presented and discussed. Experimentally identified modal parameters (eigenfrequencies, mode shapes and modal masses) of bridge structures are used to calculate the inverse stiffness matrix, the so-called flexibility matrix. By monitoring of the stiffness matrix, damage can easily be detected, quantified and localized by tracking changes of its individual elements. However, based on dynamic field measurements, the acquisition of the flexibility matrix instead of the stiffness matrix is often the only choice and hence more relevant for practice. But the flexibility-based quantification and localisation of damage are often possible but more difficult, as it depends on the type of support and the location of the damage. These issues are discussed and synthetized, that is an originality of this paper and is believed useful for engineers in the damage detection of different bridge structures. First the theoretical background is briefly repeated prior to the illustration of the differences between stiffness and flexibility matrix on analytical and numerical examples. Then the flexibility-based detection is demonstrated on two true bridges with real-time measurement data and the results are promising.

关键词： Flexibility Damage detection Bridge Modal Identification

基于有限元模型修正技术的钢-混组合框架损伤分析

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钢结构(中英文) 2011年第1期 85-86页

作者： Giuseppe Chellini guido de roeck Luca Nardini Walter Salvatore

过去20年里,试验模拟分析和有限元模型修正技术在机械工程和航空航天工程中得到有效应用,它们是结构健康识别的有效方法,为正常工作和突发事件下结构损伤的检测、评估及量化提供了基础资料。由于结构种类、材料属性、边界条件及损伤模... 详细信息

过去20年里,试验模拟分析和有限元模型修正技术在机械工程和航空航天工程中得到有效应用,它们是结构健康识别的有效方法,为正常工作和突发事件下结构损伤的检测、评估及量化提供了基础资料。由于结构种类、材料属性、边界条件及损伤模型的多样性,健康检测技术在地震作用下土木工程中的应用研究还不够完善。为了设计震后康复时间间隔,需要研究结构损伤分布和承载力,费用高且耗时长。将基于损伤鉴定技术的振动应用于依据抗震承载力方法设计的高韧性结构中,可提高这些方法的可行性、可靠性及效率。通过意大利伊斯普拉节点研究中心的伪动力往复试验,基于振动测量的有限元模型修正技术可用于检测,评估,量化遭受持续地震破坏的高韧性钢-混组合框架的结构损伤。针对不同的建模方案,通过3个损伤水平对不同的有限元结构模型进行修正,可全面描述和量化梁柱节点的逐步退化性质,以用于耗散地震能量的设计。

关键词：钢-混组合框架节点刚度模型修正损伤检测有限元模拟

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高速铁路铰接式列车车桥系统动力响应分析

工程力学 2004年第2期21卷 46-53,9页

作者：张楠夏禾 de roeck guido 北方交通大学土木建筑工程学院北京100044 比利时鲁汶大学土木工程系

根据铰接式车辆结构和悬挂形式的特点,建立了铰接车辆单元模型,以现有通用软件为基础直接生成桥梁模型的质量、刚度矩阵,并以实测轨道不平顺为系统激励,求解车桥耦合动力相互作用问题;以欧洲布鲁塞尔-巴黎高速铁路线上的Thalys铰接式列... 详细信息

根据铰接式车辆结构和悬挂形式的特点,建立了铰接车辆单元模型,以现有通用软件为基础直接生成桥梁模型的质量、刚度矩阵,并以实测轨道不平顺为系统激励,求解车桥耦合动力相互作用问题;以欧洲布鲁塞尔-巴黎高速铁路线上的Thalys铰接式列车通过Antoing桥为例,分析了桥梁的动挠度、竖向和横向加速度等动力响应及运行车辆的振动加速度响应,并对铰接式列车的振动特性进行了初步的探讨;最后通过现场试验对分析模型和计算结果进行了验证。

关键词：桥涵工程动力响应分析应用研究铰接式列车车桥耦合体系

意大利高速铁路Sesia大桥的动力特性及车桥耦合振动分析

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振动与冲击 2013年第15期32卷 -页

作者：郭薇薇夏禾 de roeck guido 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 比利时鲁汶大学土木工程系

建立了包括钢轨、轨枕、道床、梁体在内的意大利Sesia大桥空间有限元模型,对桥梁的自振特性进行了计算和实测分析。按照轮轨密贴接触假定推导了车-桥系统耦合运动方程组,以德国低干扰谱生成轨道不平顺样本作为激励源,对意大利ETR500Y高... 详细信息

建立了包括钢轨、轨枕、道床、梁体在内的意大利Sesia大桥空间有限元模型,对桥梁的自振特性进行了计算和实测分析。按照轮轨密贴接触假定推导了车-桥系统耦合运动方程组,以德国低干扰谱生成轨道不平顺样本作为激励源,对意大利ETR500Y高速列车通过Sesia大桥引起的桥梁动力响应和桥上车辆的振动响应进行了计算分析,讨论了共振车速的范围并对桥上车辆的运行安全性和平稳性进行了评价。部分计算结果与实测数据进行了对比,吻合较好,从而验证了所建立的模型及分析方法的精度和有效性。结果表明:Sesia大桥结构刚度很大,当列车以288 km/h的速度通过时,挠跨比只有1/17510;当列车以340 km/h的速度通过时,桥梁的竖向位移出现了一个较为明显的峰值,说明这一速度可能引发结构共振;桥上车辆的各项动力指标响应值均很小,能较好地满足高速行车要求。

关键词： Sesia大桥 ETR500Y列车车桥耦合振动共振车速运行安全

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多点激励作用下车-桥-地震耦合系统分析

哈尔滨工程大学学报 2011年第1期32卷 26-32页

作者：张楠夏禾 de Doeck guido 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 比利时鲁汶大学土木系比利时B-3001

当高速列车通过大跨度桥梁时,地震的发生将对行车安全性产生严重影响.为研究地震作用下车桥耦合系统的动力学响应,车辆子系统由刚体动力学方法模拟,桥梁子系统由一有限元法模拟,轮轨间竖、横向相互作用力分别由轮轨密贴假定和简化的Kal... 详细信息

当高速列车通过大跨度桥梁时,地震的发生将对行车安全性产生严重影响.为研究地震作用下车桥耦合系统的动力学响应,车辆子系统由刚体动力学方法模拟,桥梁子系统由一有限元法模拟,轮轨间竖、横向相互作用力分别由轮轨密贴假定和简化的Kalker蠕滑理论定义,以轨道不平顺和人工地震加速度时程作为系统激励,通过大质量法对桥梁子系统施加多点激励的地震作用,采用时程积分和时间步内的力-运动状态迭代求解运动方程,并进行了算例研究.分析结果表明,桥梁加速度响应、列车的脱轨系数、轮重减载率增加随地震烈度增加;常见地震波速下,车桥响应与地震波速之间不存在单调变化关系.

关键词：车桥耦合系统地震荷载多点激励大质量法铁路斜拉桥车速阈值