基于机器学习的中小跨径公路梁桥抗震设计评价方法研究

为了探究机器学习方法在桥梁抗震中实现的基本思路,简要回顾了桥梁抗震分析理论与技术的发展和现状,综述了机器学习的应用领域,特别是在土木工程领域中的应用现状。介绍了机器学习的概念,总结了其关键因素和搭载平台,通过简单实例说明了机器学习的常用方法和代表算法。首先,总结了我国公路中小跨径桥梁多采用简支梁和连续梁的梁桥形式,同时统计了汶川地震中该类桥型的震害现象,包括桥墩、支座和挡块、桥台根据震害现象的破坏等级划分。其次,总结了国内外学者针对支座和挡块、桥墩、桥台开展的一系列抗震性能试验研究,回归出用于抗震分析的本构关系,进而得到桥梁各构件(包括基础)的抗震设计因素。最后,阐述了机器学习方法辅助该类桥梁抗震设计和评价中实现的总体思路,说明面向桥梁抗震任务的机器学习主要有两方面的工作:第一项是收集数量可观的桥梁设计资料,建立数据集;第二项是数据挖掘,包括对原始数据的处理,调试或开发合理的机器学习算法模型,并简要探讨了现有基于性能的概率抗震设计和评价方法对我国桥梁进行分析时存在的不足。在此基础上,指出下一步工作,展望桥梁抗震分析技术的未来发展方向——基于人工智能的桥梁抗震研究,并倡导学科之间的相互融合及专业人员之间的相互交流。     

中小跨径双柱式高墩桥梁横系梁对抗震性能的影响

通过对地震中双柱墩桥梁的震害调查分析总结认为在双柱式高墩之间加设横系梁对桥梁下部结构在地震作用下的受力状态具有很大影响.采用SAP2000有限元软件对某跨径为30 m双柱式高墩连续梁桥进行模态分析和反应谱分析.分别讨论了横系梁的数量、不同的布置方式以及不同的截面几何尺寸对桥墩在设计地震动作用下的各主要关键截面处内力的影...     

斜拉桥结构基于模态分析的线性二次最优减震控制的研究

提出了先按振型特征和贡献率挑选主导模态，再在主导模态张成的子空间内用线性二次最优技术进行减震控制的方法。并以建设中的芜湖长江大桥主航道斜拉桥作算例，在工程中可实施的仿真精度和控制力范围内实现了大跨度桥梁结构减震控制的仿真分析，说明了这一技术是可行和有效的。     

大跨RC斜拉桥的非线性地震响应分析

预先确定斜拉桥的弹塑性区域,把包含多微段平面变刚度梁单元推广应用于大跨度斜拉桥的非线性地震响应分析,用微段的刚度变化模拟钢筋混凝土的弹塑性性能,对双塔单索面钢筋混凝土斜拉桥进行了考虑几何非线性和材料非线性的地震响应分析,编制了相应的弹塑性分析程序,并与Huges单元分析结果进行了比较。结果表明:该法能较好地模拟在强震作用下钢筋混凝土斜拉桥的非线性性能,可以在大跨斜拉桥的非线性地震响应分析中应用。     

汶川地震后对我国结构工程抗震的几点思考

通过前两位作者前后两次赴汶川地震灾区进行考察调研,获取了震害的第一手资料。首先阐述了汶川地震的特点,分析了结构工程特别是桥梁工程震害产生的原因;研究了桥型与抗震性能的关系,提出在不同场地和不同条件下应采用不同的桥型、高烈度地震区的适宜桥跨结构型式应进行深入研究;探讨了桥梁结构的抗震设防标准问题,建议对重要性公路桥梁,采用中震不坏的设计原则;讨论了概念设计与抗震构造措施对桥梁抗震的重要性;提出应重视减隔震耗能技术在桥梁工程中的应用;根据国外的经验,建议对桥梁结构的抗震评价与加固技术进行深入的探讨和研究;探讨了我国在灾害的应急决策机制、防灾减灾政策和技术研究等方面存在的问题;最后,针对目前我国结构抗震中存在的问题,提出了相应的建议。     

大震条件下的桥梁震害浅析

近几年来,世界范围内发生多次强烈地震,不仅造成了重大的人员伤亡,而且损毁了城市的基础设施,特别对桥梁结构造成了严重的损毁破坏,导致了巨大的财产损失。与桥梁结构抗震相关问题的研究工作变得尤为迫切。本文对2007年至今国外典型地震中桥梁震害资料进行了收集和整理,首先统计了桥梁震害的主要形式。然后以日本新澙地震、秘鲁地震和智利地震3个地震实例作以典型震害的具体介绍。最后以震害为依据给出桥梁抗震设防的对策浅析。     

桥梁工程抗震设防标准问题

探讨了桥梁工程抗震设防水准与设防标准,提供了国内外桥梁抗震设计规范的相关规定,结合近年来桥梁抗震研究过程中的体会,建议采用重现期来描述设防水准,对于重大桥梁工程应采用多级设防的思想,建立设防水准与性能目标及设计指标之间的关系,明确设防标准.     

徐水河大桥地震响应分析

徐水河大桥是位于地震区的钢筋混凝土连续刚构桥。结合徐水河大桥主桥的设计情况,建立了动力分析有限元模型,对钢筋混凝土连续刚构桥全桥动力特性进行了计算,分别选用了50年超越概率10％(P1)和50年超越概率2％(P2)两个水准的反应谱进行了大桥的抗震分析。根据抗震分析的结果绘制了结构在地震作用下的内力包络图,对塑性铰出现的位置进行了判断,对徐水河大桥各个桥墩在两水准地震作用下的弹塑性行为做出了评估,并对原设计方案提出了合理的建议。     

基于模态分析的Push-over方法在桥梁抗震分析中的应用

采用非线性时程分析是计算结构地震响应较为严格的分析方法,但它存在工作量大、计算复杂等问题。目前土木工程中常采用非线性的静力分析(Push-over分析)来评价在地震作用下结构的抗震性能。均匀分布、倒三角形分布的侧向荷载分布模式,适用于刚度大或第一阶振型为主的结构,为了考虑高阶振型的影响,本文提出了基于模态分析的Push-over方法,并将其应用到桥梁抗震分析中。这种方法需要分析结构的动力特性,尤其是振型贡献率。选出振型贡献率比较高的振型,并以此为基础,依据“侧向荷载分布模式与地震时结构惯性力的分布情况应尽量保持一致”的原则,参考《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004—89)可得到对应各振型的侧向荷载,在对主要振型进行组合后,即可获得进行Push-over分析的侧向荷载分布模式。本文采用基于模态分析的Push-over方法对一实桥进行抗震性能分析,结果表明选取主要振型参与计算与采用全部振型计算的结果基本吻合,不仅考虑了高阶振型的影响,又消除了其他次要振型的干扰,因此这种方法应用于桥梁抗震性能评价是可行的。     

动水对深水大跨刚构桥地震响应影响

深水大跨刚构桥在地震荷载作用下,水下结构部分与周围水体之间相互作用必然导致结构受到水体运动产生的动水力的作用.在已有Morison动水理论的基础上,利用深水大跨桥梁在动力荷载作用下的动水力简便计算方法,以某一大跨深水刚构桥为对象,分析了动水对刚构桥结构动力特性和地震反应的影响.主要结论有:水与刚构桥下部结构相互作用将使...