江苏省自然科学基金(BK2011141)
- 作品数：12 被引量：165H指数：10
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- 基于长期实测数据的大跨悬索桥扁平钢箱梁温差特性研究被引量：20
- 2012年
- 温度应力是影响大跨桥梁结构全寿命性能的主要因素之一,合理的温度场分布模型是准确计算结构温度应力的基础。基于润扬大桥悬索桥结构健康监测系统的监测数据,详细分析润扬大桥悬索桥扁平钢箱梁为期一年的实测温度结果,得出横截面不同位置温度随时间的变化规律,提出扁平钢箱梁同一横截面上不同测点之间温差的概率分布模型,确定不同横截面具有一定重现期的温差标准值,总结用于温度应力计算的横截面温差模式。分析结果表明:①扁平钢箱梁的温度场具有明显的季节特征;②横截面各个测点之间的正温差和负温差均可以通过Weibull分布函数和正态分布函数的加权和来描述其概率分布;③同一横截面上不同测点之间有不同的温差标准值,但不同截面对应位置的温差标准值十分接近;④扁平钢箱梁顶板存在三种不同的横向温差模式。研究结果可为大跨悬索桥全寿命评估提供参考。
- 周广东丁幼亮李爱群王高新
- 关键词：结构健康监测悬索桥扁平钢箱梁
- 基于演化谱理论的桥梁风致响应非平稳性分析被引量：2
- 2013年
- 基于Priestley演化谱理论,并结合小波变换原理,在理论上推导了非平稳随机过程演化谱估计的小波时域函数加权和法,从小波时域函数的角度建立了演化谱估计时域方法,弥补了传统演化谱估计方法需要小波频域函数这一不足。在此基础上,对实测台风"麦莎"全过程以及润扬大桥悬索桥在台风"麦莎"作用下的抖振响应进行了演化谱估计,分析了台风全过程及其风致响应的时频特性。研究结果表明:小波时域函数加权和法是一种估计非平稳随机过程演化谱的有效方法;台风"麦莎"全过程表现为强度强非平稳、频率弱非平稳,脉动风的脉动能量在整个台风过程中变化较大但主要频率成分变化较小;润扬大桥悬索桥主梁的风致抖振响应表现为强度非平稳、频率平稳,振动能量变化剧烈但频率成分基本不变。
- 丁幼亮周广东李万恒王晓晶闫昕
- 关键词：桥梁工程结构健康监测风致响应大跨桥梁台风
- 基于小波变换的非平稳脉动风时变功率谱估计方法研究被引量：10
- 2013年
- 为揭示非平稳随机脉动风的时频特性,基于小波变换原理推导了时变功率谱的时间、频率和幅值与小波变换系数的关系,建立了非平稳随机脉动风时变功率谱估计的小波函数加权和法,并采用模拟非平稳脉动风和实测台风过程对理论推导结果进行了验证。研究结果表明:非平稳随机过程在某一时刻的不同尺度小波变换系数是一个以此非平稳随机过程的调制函数与小波函数的乘积为调制函数的非平稳随机过程的傅里叶变换,非平稳随机过程的时变功率谱等于不同尺度和不同时移的小波函数模平方的加权和,小波函数加权和法计算的非平稳随机脉动风的时变功率谱与理论结果具有良好的一致性。小波函数加权和法可有效地估计非平稳随机脉动风的时变功率谱,估计的时变功率谱可为进一步理解强(台)风的随机脉动特性奠定基础。
- 周广东丁幼亮李爱群孙鹏
- 关键词：健康监测小波变换脉动风
- 基于润扬大桥南塔顶长期监测数据风场特性分析被引量：5
- 2012年
- 通过对润扬大桥健康监测系统获取的长期实测风场数据进行分析,获得了南塔塔顶300d的平均风速、风向、湍流度、阵风因子、湍流积分尺度、脉动风功率谱等风场特性参数的分布规律以及参数之间相关性的推荐公式。并与跨中风速仪测试数据进行对比分析,得到了平均风速随高度的变化规律以及两点间风场的空间相关性。长期实测结果统计分析表明,润扬大桥悬索桥南塔塔顶的平均风速较小、风向稳定;风场的湍流度比跨中更强,并高出规范建议值近7倍;湍流积分尺度接近正态分布,并与湍流度、平均风速存在一定的相关性;纵向、横向功率谱均与Kaimal谱相差较大,功率谱密度函数参数与平均风速存在直接相关性;塔顶风场与跨中风场相关性较弱。
- 周广东丁幼亮李爱群邓扬
- 关键词：大跨度桥梁结构健康监测湍流特性功率谱密度
- 基于Morlet小波变换的结构密集模态参数识别被引量：11
- 2012年
- 为了解决结构密集模态识别精度不高的问题,提出了基于Morlet小波变换进行结构模态参数识别的一套方法流程.首先,从公式推导的角度对结构模态混叠的机理进行研究分析,明确和量化了密集模态的定义,提出了结构模态密集度指标——相邻模态的频率比,以此判定应用Morlet小波变换进行模态识别的有效性.其次,针对边端效应和噪声污染的不利影响,改进了小波变换识别结构模态参数的方法,并提出了最优小波中心频率的选取方法.理论研究结果表明,当相邻模态的频率比值一定时,随着阻尼比以及相邻模态阻尼比差值的增加,模态混叠的严重程度也增加.数值仿真算例结果表明,这种改进的模态识别方法可有效地识别结构的模态参数,且能够获得较高的参数识别精度.
- 孙鹏丁幼亮张劲泉李爱群邓扬
- 关键词：MORLET小波参数识别
- 基于长期监测数据的润扬大桥斜拉桥钢箱梁横向温差特性研究被引量：15
- 2013年
- 基于润扬大桥北汊斜拉桥结构健康监测系统的监测数据,详细分析了润扬大桥斜拉桥扁平钢箱梁为期一年的实测温度结果,借助聚类分析、相关性分析、极值分析、参数估计、假设检验等统计学方法进行了温度筛选样本的典型性验证、温度统计特性的对称性验证以及钢箱梁横向温差统计特征研究。分析结果表明:钢箱梁横截面温度的统计特性具有对称性,并且钢箱梁顶板存在明显的横向温差;在此基础上进一步建立了钢箱梁横向温差极值的概率分布模型,确定了具有50年重现期的温差标准值,并针对顶板提出了4种类型的横向温度梯度模式。研究结果可为大跨桥梁全寿命设计和评估提供参考。
- 王高新丁幼亮李爱群周广东
- 关键词：结构健康监测斜拉桥钢箱梁
- 基于现场监测数据的润扬大桥斜拉桥钢箱梁温度场全寿命模拟方法被引量：31
- 2013年
- 扁平钢箱梁在真实环境条件下的温度场及其温度作用效应是大跨钢箱梁桥全寿命性能设计的重要基础。基于润扬大桥斜拉桥结构健康监测系统的监测数据,采用假设检验和最小二乘估计等方法对扁平钢箱梁横截面实测温度和实测温差进行了统计分析,并采用数值逆变换抽样方法和温度样本调整方法建立了扁平钢箱梁温度场全寿命模拟方法。研究结果表明:扁平钢箱梁横截面实测温度服从2个正态分布的加权和,实测温差则服从2个Weibull分布的加权和;模拟生成的扁平钢箱梁横截面温度场的统计特性以及日变化和年变化规律与实测结果吻合较好,可用于润扬大桥斜拉桥钢箱梁的全寿命温度效应分析。
- 丁幼亮王高新周广东李爱群
- 关键词：结构健康监测斜拉桥扁平钢箱梁温度场
- 近断层地震动作用下长周期结构的地震动强度指标被引量：17
- 2013年
- 选取国内外13次地震的26个近断层地震动记录,研究适用于长周期结构的地震动强度指标.采用时程分析法计算了自振周期3.0～8.0 s的单自由度结构的加速度、速度和位移响应,研究了峰值加速度、均方根加速度、峰值速度、均方根速度、峰值速度与峰值加速度比、峰值位移和均方根位移与这些响应最大值的相关性.在此基础上以宿迁某高层隔震建筑为对象,进一步考察实际长周期结构的最大地震响应与地震动强度指标的相关性.研究结果表明:不同地震动强度指标与长周期结构最大响应的相关性差别很大,加速度型地震动强度指标的相关性最差,速度型强度指标随着结构周期的增加其相关性愈差,位移型强度指标随着结构周期的增加其相关性愈好.相比峰值加速度和峰值速度强度指标,近断层地震动作用下长周期结构时程分析时,选择位移型地震动强度指标用于选择和调整地震动输入更为合理.
- 耿方方丁幼亮谢辉李爱群宋建永李万恒王玉倩
- 关键词：近断层地震动时程分析相关系数
- 钢箱梁桥焊接细节的疲劳断裂可靠性分析被引量：26
- 2012年
- 联合线弹性断裂力学和长期监测数据提出了大跨桥梁焊接细节疲劳可靠度评估方法,并以润扬大桥钢箱梁的焊接细节为对象开展了应用研究。首先,采用长期监测数据建立了疲劳荷载效应的概率模型;其次,推导了焊接细节疲劳断裂抗力的表达式,分析了初始裂纹深度和极限裂纹深度对断裂抗力的影响规律,采用随机数值模拟的方法得到了断裂抗力的概率模型;最后研究了交通荷载增长条件下焊接细节疲劳可靠度的时变规律。研究表明:断裂抗力服从对数正态分布,且对初始裂纹深度极为敏感;当考虑交通荷载增长,桥梁的服役期还未满设计基准期时,焊接细节的可靠度就将低于目标可靠度水平。
- 邓扬丁幼亮李爱群林日长
- 关键词：钢箱梁线弹性断裂力学疲劳可靠度结构健康监测
- 钢箱梁焊接细节基于长期监测数据的疲劳可靠性评估:疲劳可靠度指标被引量：25
- 2012年
- 提出基于长期监测数据的钢箱梁焊接细节疲劳可靠度的评估方法,并以润扬大桥悬索桥和斜拉桥钢箱梁顶板-U型肋焊接细节为对象开展应用研究。首先,建立疲劳损伤极限状态方程并讨论方程中各个参数的概率分布特性,在此基础上,采用最优化方法进行疲劳可靠度的求解,得到疲劳可靠度指标随服役时间增长的变化规律和日循环次数Nd的随机性对可靠度的影响。最后重点研究疲劳荷载效应增长对可靠度的影响,并据此提出对大桥日常运营管理的建议。结果表明:①将Nd作为随机变量处理是偏安全的,且Nd的随机性对斜拉桥焊接细节可靠度影响要较悬索桥更为显著;②悬索桥焊接细节的疲劳可靠度明显低于斜拉桥;③考虑疲劳荷载效应的增长会显著减小两桥焊接细节的疲劳可靠度;④为了得到钢箱梁焊接细节在服役期内的疲劳可靠度的准确评估,对其进行长期的应变监测是必要的。
- 邓扬丁幼亮李爱群
- 关键词：钢箱梁可靠度评估大跨桥梁结构健康监测
