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基于SD值法桥梁损伤识别研究

广东建材 2024年第5期40卷 101-106页

作者：李一鸣刘屺阳耿江玮张军刘德安王明宏甘肃省交通科学研究院集团有限公司甘肃省桥梁隧道健康监测与安全评估技术创新中心甘肃省公路试验检测创新服务平台

本文结合桥梁位移模态、转角模态及曲率模态的相互关系,提出一种可简化计算,减小损伤识别误差的结构曲率方差比SD值法。依托S318线玉门至昌马公路干渠2号桥,建立有限元模型,通过设置损伤工况,分析了桥梁自振频率,位移模态对桥梁损伤识... 详细信息

本文结合桥梁位移模态、转角模态及曲率模态的相互关系,提出一种可简化计算,减小损伤识别误差的结构曲率方差比SD值法。依托S318线玉门至昌马公路干渠2号桥,建立有限元模型,通过设置损伤工况,分析了桥梁自振频率,位移模态对桥梁损伤识别的影响,并对SD值法损伤识别适用性进行研究。结果表明,本方法可以有效识别结构损伤,并确定局部损伤位置及损伤数量。

关键词：桥梁工程损伤识别曲率模态

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基于动力指纹识别桥梁损伤检测方法研究

广东建材 2024年第6期40卷 49-54页

作者：刘德安刘屺阳包琦耿江玮郝岩李一鸣张军王明宏甘肃省交通科学研究院集团有限公司甘肃省桥梁隧道健康监测与安全评估技术创新中心甘肃省公路试验检测创新服务平台酒泉职业技术学院

桥梁作为交通网格的关键组成的部分,其结构安全性能日益受到关注。桥梁损伤检测是确保桥梁安全运营的关键环节。然而,长期运营过程中易受多种因素影响而出现结构损伤,及时准确地识别这些损伤对于保障桥梁安全运营至关重要。本文通过对... 详细信息

桥梁作为交通网格的关键组成的部分,其结构安全性能日益受到关注。桥梁损伤检测是确保桥梁安全运营的关键环节。然而,长期运营过程中易受多种因素影响而出现结构损伤,及时准确地识别这些损伤对于保障桥梁安全运营至关重要。本文通过对动力指纹原理、频率、振型及曲率模态进行分析,旨在单损简支箱梁振型变化值与损伤程度无关,与梁的损伤位置有关,且对应损伤单元处有突变,识别桥梁损伤位置;而受损梁曲率模态分析,在1/2跨中单元(15#、16#)损伤的位置第一阶曲率模态曲线各有一段平台。

关键词：桥梁损伤检测动力指纹识别模态分析损伤定位无损检测

融合密集卷积网络和注意力机制的拱桥损伤识别

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振动与冲击 2024年第14期43卷 18-28,36页

作者：辛景舟刘倩茹唐启智李杰张洪周建庭重庆交通大学省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074 重庆市建筑科学研究院有限公司重庆400042

针对传统深度学习方法缺乏对网络特征的差异化利用且损伤识别精度易受环境因素影响的问题,提出了一种融合密集卷积网络(DenseNet121)和混合注意力机制(convolutional block attention module,CBAM)的拱桥损伤识别方法。首先,获取拱桥加... 详细信息

针对传统深度学习方法缺乏对网络特征的差异化利用且损伤识别精度易受环境因素影响的问题,提出了一种融合密集卷积网络(DenseNet121)和混合注意力机制(convolutional block attention module,CBAM)的拱桥损伤识别方法。首先,获取拱桥加速度响应数据,利用连续小波变换将其转换成时频图,形成拱桥损伤识别数据集;其次,将CBAM嵌入DenseNet121模型,加强断层特征的传播和特征的差异化利用,经训练得到拱桥损伤识别模型;然后,基于测试集评估损伤识别模型的性能,引入t分布随机邻域嵌入非线性降维技术对特征进行可视化分析;最后,通过数值案例验证了该方法的可行性和鲁棒性,并应用于劲性骨架拱肋的损伤识别。结果表明:所提方法可增强有用信息的权重,实现网络特征的差异化利用;与传统方法相比,该方法在单损伤和多损伤识别中准确率分别达到了91.67%和92.78%,准确率更高,且具有较强的鲁棒性和实用价值。

关键词：桥梁健康监测拱桥损伤识别 DenseNet121 注意力机制特征可视化

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穿越粉煤灰堆积体隧道的地层加固措施研究

铁道标准设计 2024年

作者：朱宁波李梦可李希文姚志刚余涛西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川公路桥梁建设集团有限公司

我国尚无大断面双连拱隧道暗挖法穿越粉煤灰堆积体地层的工程案例，粉煤灰堆积体地层具有结构松散、胶结性差、承载力不足等特点，在开挖过程中极易发生掌子面塌方、地层沉降等工程问题。依托盐坪坝大断面双连拱隧道工程，通过数值模拟... 详细信息

我国尚无大断面双连拱隧道暗挖法穿越粉煤灰堆积体地层的工程案例，粉煤灰堆积体地层具有结构松散、胶结性差、承载力不足等特点，在开挖过程中极易发生掌子面塌方、地层沉降等工程问题。依托盐坪坝大断面双连拱隧道工程，通过数值模拟、室内试验、现场实践等手段研究了地层高压旋喷注浆以及超前双层小导管支护对粉煤灰堆积体的加固效果。研究结果表明：粉煤灰堆积体地层具有物理指标离散性大、粒径分布范围广、不均匀性差、力学参数弱等不利因素，针对该地层需采取地层预加固和超前加固措施；粉煤灰地层经高压旋喷注浆加固后，地层的物理力学指标黏聚力c和内摩擦角φ分别由137.7 kPa、14.2°提高到1 019.2 kPa、31.9°；隧道拱顶的沉降位移最大值由34.3 cm减少到2.0 cm，地层和地表沉降位移最大值分别由26.7 cm、21.5 cm减少到1.7 cm、1.6 cm，位移减少90%以上，结构最大内力减少15%；经高压旋喷注浆加固后的地层再采用超前小导管支护，拱顶和地层、地表沉降位移并无明显减少；现场监测拱顶和地表沉降稳定时，位移最大值分别为2.93 cm和2.56 cm，满足变形控制要求。

关键词：隧道工程粉煤灰堆积体地层预加固高压旋喷注浆三轴试验加固效果

盾构近接桥梁及多层建筑施工扰动响应及其控制研究

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城市轨道交通研究 2024年

作者：种记鑫徐前卫贺翔张锟薛海儒刘毅济南轨道交通集团有限公司同济大学道路与交通工程教育部重点实验室中铁十局集团第一工程有限公司

[目的]济南轨道交通2号线生产路站—历黄路站区间隧道从高架桥梁和欧亚电子大厦群桩基础之间近距离侧穿,为了确保盾构施工顺利实施及既有建筑物的安全,有必要对盾构侧穿引起的周围地层及建筑物的结构响应机理进行研究。[方法]采用有限... 详细信息

[目的]济南轨道交通2号线生产路站—历黄路站区间隧道从高架桥梁和欧亚电子大厦群桩基础之间近距离侧穿,为了确保盾构施工顺利实施及既有建筑物的安全,有必要对盾构侧穿引起的周围地层及建筑物的结构响应机理进行研究。[方法]采用有限元模拟,研究了盾构隧道右线和左线穿越过程中,加固前、后邻近桥梁基础、桩基及地面的变形情况,并结合现场监测结果,对数值模拟过程进行了对比分析。[结果及结论]当左、右线施工间隔在200环范围以内时,双线施工对地层的扰动效应会产生叠加效应,并会导致地层及周围建筑物结构变形超限,影响其使用安全。在隧道周围3m范围内实施二次注浆加固,建筑物楼板及靠近隧道一侧的柱子所产生的负弯矩降低了45.01%,地面及周围建筑物变形范围及大小均降低至设计限值以内,说明二次注浆可以有效抑制盾构掘进导致的地层扰动效应。结合现场监测结果可知,盾构掘进期间,地层及桩基础变形均可满足要求。

关键词：城市轨道交通盾构隧道近接施工扰动响应及控制

深回填土砂泥岩组合地层桩锚围护基坑的变形规律

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城市轨道交通研究 2024年第1期27卷 100-105,110页

作者：冯虎黄锋周启宏重庆交通大学土木工程学院重庆400074 重庆交通大学省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074 中铁二十局集团第三工程有限公司重庆400065

[目的]目前工程界针对基坑的研究大多数基于软土基坑和岩质基坑的经验,重庆地区为深回填土砂泥岩组合地层,需展开基坑变形规律研究。[方法]以重庆轨道交通10号线兰花湖停车场基坑工程为背景,基于现场监测数据,总结围护结构水平位移,围... 详细信息

[目的]目前工程界针对基坑的研究大多数基于软土基坑和岩质基坑的经验,重庆地区为深回填土砂泥岩组合地层,需展开基坑变形规律研究。[方法]以重庆轨道交通10号线兰花湖停车场基坑工程为背景,基于现场监测数据,总结围护结构水平位移,围护桩后地面沉降的变化规律,进而围护结构水平位移与桩后地面沉降相关性。[结果及结论]围护桩最大侧移δh变化范围为0.048%H~0.103%H(H为开挖深度),远小于软土地区的统计结果;最大地面沉降δv介于0.033%H~0.220%H,小于卵石和软土基坑,与青岛土岩组合基坑较为接近;基坑开挖影响范围为H~1.5 H;基坑最大地面沉降δv与围护结构最大侧移δh关系可表示为δ_(v)=0.45δ_(h)~2.35δ_(h),均值为1.31δ_(h);地面沉降包络面积和围护结构侧移包络面积比值近似为1.67。

关键词：基坑工程回填土砂泥岩水平位移地面沉降监控量测

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考虑应力不均匀分布的索夹螺杆轴力超声检测

中国公路学报 2024年

作者：陈冬冬张子航李伟徐一超付汝龙魏洋南京林业大学土木工程学院长大桥梁安全长寿与健康运维全国重点实验室苏交科集团股份有限公司广东汕头超声电子股份有限公司超声仪器分公司

为精确评估长大悬索桥索夹螺杆轴力状态，提出考虑螺杆轴向应力不均匀分布的超声纵波检测方法。利用有限元软件对螺杆轴向应力分布情况进行模拟，给出索夹螺杆轴向应力分布规律。基于声弹性效应，考虑螺杆轴向应力不均匀分布，推导出超... 详细信息

为精确评估长大悬索桥索夹螺杆轴力状态，提出考虑螺杆轴向应力不均匀分布的超声纵波检测方法。利用有限元软件对螺杆轴向应力分布情况进行模拟，给出索夹螺杆轴向应力分布规律。基于声弹性效应，考虑螺杆轴向应力不均匀分布，推导出超声纵波渡越时间与螺杆轴向应力关系，建立粒子群算法的适应度函数。设计试验对螺杆固有参数进行标定，采集超声纵波回波信号，通过小波去噪提高信号信噪比，利用自相关算法计算纵波的渡越时间，使用粒子群算法搜索螺杆平均轴向应力和有效夹持长度的最优值，得到螺杆轴力真实值。结果表明，不同轴力作用下，有效夹持长度测量结果深入螺母内侧，深入长度约为螺母厚度的7%，符合螺杆实际受力情况。随着螺杆实际轴力增大，测量轴力绝对误差和相对误差不断减小。在轴力大于70%额定螺杆力情况下，检测结果绝对误差低于20kN，相对误差小于7.22%。该方法能够有效测量螺杆夹持长度和轴力大小，在悬索桥索夹螺杆力检测中有较好的应用前景。

关键词：悬索桥索夹螺杆力声弹性效应超声纵波粒子群算法

基于双线性本构关系的Maxwell阻尼器能量反应分析

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工程抗震与加固改造 2017年第3期39卷 73-78页

作者：刘屺阳耿江伟葛勇张俭甘肃省交通科学研究院有限公司甘肃兰州730070 甘肃省桥梁隧道健康监测与安全评估技术重点实验室甘肃兰州730070

从能量反应的角度,对基于双线性本构关系的Maxwell阻尼器的能量耗散进行了推导。同时,通过改变阻尼器的一次阻尼系数及二次阻尼系数比,对一座安装阻尼器的钢管混凝土拱桥在多维地震下的能量反应及能量耗散率之间的关系曲面进行了分析。... 详细信息

从能量反应的角度,对基于双线性本构关系的Maxwell阻尼器的能量耗散进行了推导。同时,通过改变阻尼器的一次阻尼系数及二次阻尼系数比,对一座安装阻尼器的钢管混凝土拱桥在多维地震下的能量反应及能量耗散率之间的关系曲面进行了分析。模拟结果显示:二次阻尼系数比对双线性Maxwell阻尼器的能量反应的影响小于一次粘滞阻尼系数,阻尼器能量耗散系数分布呈现出斜马鞍形,两个明显的峰值出现在对角线中部。在桥梁振动控制系统的设计中,可以根据能量耗散的计算结果选择合理的双线性Maxwell阻尼器。

关键词：双线性Maxwell阻尼器一次粘滞阻尼系数二次阻尼系数比能量耗散

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跨线转体桥施工抗倾覆技术研究现状及展望

铁道标准设计 2024年第5期68卷 97-105页

作者：段海松刘旭姚利军吴红刚赵建秋关伟朱兆荣中铁隧道集团二处有限公司河北三河065201 贵州大学资源与环境工程学院贵阳550025 中铁西北科学研究院有限公司兰州730070

在我国交通强国战略背景下,伴随公共交通建设力度的进一步提升,交叉线路变得越来越频繁。在跨越既有铁路开展桥梁工程建设时,为不影响铁路线路的正常运营,大多选用桥梁转体施工方案。为保障转体桥梁施工的安全,亟需系统梳理和总结桥梁... 详细信息

在我国交通强国战略背景下,伴随公共交通建设力度的进一步提升,交叉线路变得越来越频繁。在跨越既有铁路开展桥梁工程建设时,为不影响铁路线路的正常运营,大多选用桥梁转体施工方案。为保障转体桥梁施工的安全,亟需系统梳理和总结桥梁转体施工抗倾覆难点及现有抗倾覆关键技术。通过调研国内外平转型转体桥工程实例及对相关文献进行分析与研究,分别从桥梁结构不平衡因素、转体结构所受外荷载影响及转体桥梁的施工工艺三方面进行研究,分析现有跨线转体桥梁施工技术抗倾覆难点,结合当前最新研究成果及较为先进的施工工法,总结专家学者提出的桥梁转体施工抗倾覆关键技术。最后对桥梁转体施工抗倾覆新技术进行展望,提出基于北斗技术下桥梁转体姿态实时动态监测技术与基于机器学习算法下,对转体桥梁的动态位移及结构损伤快速且精确识别的构思,为平转型桥梁转体施工抗倾覆研究的进一步发展提供了一定的研究思路,对平转型桥梁转体工程建设抗倾覆具有一定参考与借鉴意义。

关键词：跨线桥转体桥平面转体抗倾覆北斗技术机器学习