建筑结构主动控制参数的状态预测算法

选择预测控制理论中的Kalman滤波算法 ,对建筑结构主动控制参数的状态预测算法进行推导 ,建立了完整的递推公式 .并通过实际算例进行计算机仿真计算 ,结果表明该方法适用于建筑结构的主动控制 ,有着广阔的应用前景 .     

大跨度钢管混凝土拱桥施工控制预测算法

目的 为使斜拉扣挂法吊装施工的大跨度钢管混凝土拱桥钢管拱肋在合拢前满足要求.方法 采用最优化理论对扣索初张力和预抬高值进行预测求解,在安装第一个钢管拱肋节段时,把合拢段除外的其余所有梁段有限元模型一次生成,以考虑节段间转角连续引起的刚体位移.施工控制的目标为合拢前各钢管拱肋节段高程控制点的标高误差满足要求,采用一阶分析法对节段安装预抬高值进行正装迭代优化求解.结果 在一上承式钢管混凝土拱桥施工控制的实际应用结果表明该方法计算简便,可准确地给出各个施工节段得扣索初张力和预抬高预测值.结论 利用一次生成模型法进行拱肋吊装迭代优化计算,能方便的考虑拱肋节段转角引起的刚体位移,可较准确地给出满足要求的施工控制预测值.     

考虑日照温差效应的连续刚构桥悬浇施工立模标高确定研究

为消除日照温差效应对连续刚构桥悬浇施工立模标高设置的不利影响,结合某V型墩连续刚构桥的施工线形控制,采用有限元分析和工程实测相结合的方法,揭示日照温差效应对主梁线形的影响规律,提出一种两次实测-插值法,消除日照温差对立模的影响,并对立模标高、施工预拱度、活载预拱度的确定进行分析。结果表明:在悬臂施工阶段,日照温差效应引起的主梁竖向变形呈抛物线形状,变形效应显著,施工量测时应尽量避开较高的日照温度时段;在非理想时段进行立模放样时,采用两次实测-插值法,计算考虑日照温差效应的立模标高修正值;梁块施工预拱度的确定是一个不断进行实测、识别、修正、正装分析的动态计算过程,该桥合龙顶推施工产生的竖向变形在施工预拱度曲线中起控制作用;推荐按照等量代换的思想设置一个全桥范围内作用均布荷载的工况进行活载预拱度计算。最终,将本文研究成果应用到实际工程中,主梁线形控制良好,验证了本文计算方法的有效性。     

确定斜拉桥施工索力的正装计算法

提出了确定斜拉桥合理施工索力的正装计算法,该方法按照施工顺序只采用正装计算,通过最小二乘法最大限度地消除目标成桥状态内力的不闭合问题,求出各施工阶段的施工索力和立模标高,从而避免了传统的倒拆法中难以考虑诸如混凝土收缩、徐变和结构本身的非线性问题．通过实际工程运用,证明了该方法的有效性和可靠性,具有一定的理论价值和应用价值．     

高速智能车辆状态观测器设计

基于JLUIV Ⅳ型智能车辆状态变量vy(车辆侧向速度)的不可测性,结合二自由度转向动力学模型和预瞄运动学模型建立了Kalman滤波模型,并运用Kalman滤波理论设计了状态观测器。仿真和实验结果表明:该状态观测器对模型中不确定参数和事变参数具有良好的适应性,可满足车辆导航控制的要求。     

应用Kalman滤波算法计算供水管网漏失量

目前,国际上对供水管网漏失量化理论研究较少,而常用的计算漏失量的方法也均存在一定不足.为此,基于信息控制领域常用的Kalman滤波分析算法,构建管网系统漏失模型的状态方程与观测方程,并递推计算出管网的漏失量.进一步在实验室进行漏失模拟实验,利用Kalman滤波算法建立漏失模型并分析实验数据,结果表明,应用基于Kalman滤波算法的漏失模型计算供水管网漏失量是可行且可靠的,可为供水行业制定有针对性的供水管理及技术措施、降低漏失量、提高管网控漏水平提供依据.     

基于Kalman滤波的MEMS陀螺仪滤波算法

针对MEMS陀螺仪精度不高、随机噪声复杂的问题,研究了某MEMS陀螺仪的随机漂移模型.应用时间序列分析方法,采用AR(1)模型对经过预处理的MEMS陀螺仪测量数据噪声进行建模,进而基于该AR模型并采用状态扩增法设计Kalman滤波器.速率试验和摇摆试验仿真结果表明,在静态和恒定角速率条件下,采用该算法滤波后的MEMS陀螺仪的误差均值和标准差都比滤波前有了明显的降低.针对摇摆基座下该算法随摆动幅度的增大效果变差的问题,从提高采样率和选择自适应Kalman滤波2个方面对算法进行改进.仿真结果表明,2种方法都能改善滤波效果,然而考虑到系统采样频率和CPU计算速度的限制,自适应滤波有更高的实用性.     

葵型拱桥落架过程仿真分析

本文以有限元法为理论基础,通过ANSYS软件建立子牙河桥的全桥结构仿真模型,结合子牙河桥的实际施工过程,采用桥梁施工控制方法中的正装迭代法对钢筋混凝土葵型拱桥满堂支架落架施工控制进行分析,按照桥梁落架的施工过程进行仿真分析计算,提出切实可行的落架方案,对施工过程进行理论指导,确保施工过程中桥梁的安全,降低施工难度,加快施工进度。     

基于差值迭代法的斜拉桥初张索力计算方法

以吉安市新井冈山大桥为研究对象,运用差值迭代法计算斜拉桥施工阶段初张索力,该法基于正装迭代分析,通过消除每次迭代过程中成桥索力和目标索力的差值,并借助有限元分析软件MIDAS/CIVIL正装计算即可得到满足精度要求的施工初张索力。通过对大桥初张索力计算,结果表明:该方法能够满足斜拉桥施工调索的需求,且初张索力值计算准确。     

基于改进无迹Kalman滤波的小波网络算法及其应用

无迹Kalman滤波（UKF）是无迹变换（UT）和标准Kalman滤波的结合,对非线性系统具有出色的估计性能,使用UKF估计小波网络参数,速度快,精度高,无需求导计算Jacobian矩阵,但其计算量偏大.基于此,本文考虑引入一种改进的UKF来估计小波网络的参数,以提高训练效率.该改进UKF在Kalman滤波体系内应用了一种基于最小偏度单形Sigma点采样策略的UT,它继承了UKF的优点,并显著提升了计算效率.仿真结果表明,相对于EKF,采用改进UKF算法训练小波网络,速度更快,精度更高;计算精度与UKF相当,但计算效率较之更高.     

Effect of concrete creep on pre-camber of continuous rigid-frame bridge

The effect of concrete creep on the pre-camber of a long-span pre-stressed concrete continuous rigid-frame bridge constructed by cantilever casting method was investigated.The difference of creep coefficients calculated with two Chinese codes was discussed.Based on the calculations,the pre-camber of a pre-stressed concrete continuous rigid-frame box bridge was computed for construction control purpose.The results show that the short-term creep coefficient and long-term creep coefficient calculated with the CC-1985 are larger than those calculated with the CC-2004,while the medium-term creep coefficient calculated with the CC-1985 is smaller than that calculated with the CC-2004.The difference of creep deformation calculated with these two codes is small,and the influences of concrete creep on the pre-camber for most of the segments are negligible.The deflections and stresses of the box girder measured during the construction stages agree very well with the predictions.     

核密度估计的桥梁结构地震易损性分析

为弥补常用桥梁地震易损性分析方法的不足,提高易损性分析的计算精度,将核密度估计法引入到桥梁结构地震易损性分析中,提出一种核密度估计的桥梁结构地震易损性分析方法(简称KDE法).以某铁路典型4跨高墩刚构-连续梁桥为工程背景,开展了该桥的地震易损性分析.以蒙特卡罗法计算结果为依据,验证了桥梁KDE法的正确性,并将KDE法与常用方法(云图法、极大似然估计法)计算结果进行对比分析.结果表明:桥梁KDE分析法弥补了常用桥梁易损性分析方法的不足,具有良好的稳定性,在满足精度要求的前提下,显著提升了桥梁地震易损性分析的计算效率;云图法的计算精度最低,建议采用KDE法开展桥梁地震易损性分析,建立的易损性曲线可评估桥梁的抗震性能.     

大跨钢管混凝土拱桥混凝土自调载灌注方法

为改善大跨度钢管混凝土拱桥混凝土灌注期间结构受力和变形,基于拱肋应力和变形影响线,提出一种自调载灌注方法. 推导了拱圈加权弯矩能同混凝土龄期的理论公式,提出以分阶段成桥与一次成桥设计状态加权弯矩能差异最小为目标优化灌注间隔,避免已灌混凝土过早承载. 应用ANSYS自带的APDL语言,针对新龙门大桥开发了专门的灌注仿真程序,展开钢管混凝土拱桥分段灌注优化分析. 结果表明:所提出的自调载灌注法应用于钢管混凝土拱桥灌注施工是合理可行的,基于拱肋应力和变形影响线确定的灌注方案,可实现此类拱桥灌注过程中结构变形和应力的自控制;以分阶段成桥与一次成桥设计状态加权弯矩能差异极小为目标建立的优化方法,可合理确定大跨径钢管混凝土拱桥分段灌注的起灌时间. 相比临时扣索、水箱压重等调载方法,自调载灌注方法可减少施工辅助工艺,降低工程建设总造价.     

移动模架造桥机静压试验变形观测计算与预拱度设置

为了保障桥梁安全,移动模架必须进行竖向荷载静压试验,试验期间的变形观测是计算弹性变形和非弹性变形及进行预拱度设置的基础．讨论了移动模架试压试验的变形监测点的选择、变形观测方法和挠度计算方法、弹性变形量和非弹性变形量的求解计算和预拱度设置等问题．实践表明,变形观测方法要以不低于二等精密水准测量的精度为宜;弹性变形应根据混凝土实际密度计算,并用实验数据进行修正;造桥机主梁荷载作用后的弹性变形影响在预拱度设置值计算时应一并考虑．     

大跨铁路桥梁金属限位减震装置设计与力学性能

为研究适用于大跨度铁路桥梁金属限位减震装置,推导建立一种金属限位减震装置的力学性能计算公式,提出了大跨度桥梁金属限位减震装置简化设计方法,并研发了装置的设计分析软件. 以郑万高铁某典型中承式混凝土平行拱桥为研究对象,提出大桥限位减震装置设计参数及其3种连接构造方案,理论计算了装置的力学性能参数,并开展了装置的力学性能实体有限元分析及其对全桥抗震性能影响分析研究. 结果表明:所建立的大跨桥梁金属限位减震装置设计方法适应性强、计算精度高,满足工程应用的精度要求,设计的限位减震装置可以满足高速铁路桥梁对行车舒适性和安全性的要求,具有良好的减震耗能作用,可降低大跨桥梁梁端位移约20%.     

桥梁施工三维坐标定位法探讨

随着全站仪的日臻完善 ,采用高精度全站仪三维坐标法对桥梁施工进行定位 ,其测定精度可以满足质量检验评定标准的要求。三维坐标定位法测定环节少 ,测定时间短 ,能够大大加快桥梁施工进度     

大跨径悬索桥索鞍处主缆长度计算方法

为了充分考虑索鞍对主缆长度的影响,兼顾操作便捷性与计算准确性,提出大跨径悬索桥索鞍处主缆长度解析计算方法. 首先,根据主缆与索鞍的几何关系,推导了索鞍处主缆曲线修正算法;然后,利用牛顿-拉菲森迭代法,对所得二元非线性方程组进行求解;最后,选取常见的主索鞍与散索鞍两组算例,验证该方法的可靠性. 结果表明:相比于传统算法,减少了6个方程与6个初始输入参数,表达形式更加明确;仅需输入两个参数,且对参数初始值设置没有严格要求,均可达到快速收敛的效果,增强了其可操作性;迭代次数减少50%,计算时间不足传统算法的10%,大大提高了计算效率,且计算精度可满足工程要求. 所提出的算法可方便地应用于建设期间主缆曲线长度以及索鞍位置的确定,使大跨径悬索桥的施工控制更为精准,进而确保其成桥状态满足设计要求.     

上承式拉索拱桥成桥索力优化研究

针对影响矩阵法和单位荷载法建立索力优化计算的数学模型,未考虑施调索力间相互作用的不足,提出了双影响矩阵法,并对其进行理论推导;该方法以拱肋弯曲应变能最小为优化目标建立数学模型,计算无迭代过程,可直接得到优化索力的精确值;并以1座200 m跨上承式拉索组合拱桥为例,采用3种不同的方法进行索力优化计算.结果表明:双影响矩阵法计算速度快、精度高.     

悬臂拼装连续梁桥单悬臂拆除工艺分析与监控

连续梁桥的拆除施工受到设计条件、结构健康状态、场地情况等因素的制约,拆除方案各具特点。以苏州老兴贤桥拆除工程为例,介绍了悬臂拼装预应力混凝土连续梁桥单悬臂拆除工艺、计算分析方法,并与施工监测结果进行对比,以期为同类工程提供借鉴。