桥梁工程
基于Vine Copula函数的风浪要素联合概率分布模型
摘 要
随着全球气候变暖的加剧，极端气候现象发生的频率和强度均可能加大，这对海岸和近海结构的安全不利。基于中国东海的连云港海洋观测站实测风浪数据和Vine Copula理论，建立风浪要素中风速、波高、波浪周期、风向和波向五维随机变量之间的联合概率分布模型。采用极大似然法确定各风浪要素边缘分布模型参数，通过AIC信息准则和均方根误差RMSE进行拟合优度评价，由此建立风浪要素的边缘分布。采用带有基于残差的高斯似然函数的贝叶斯框架估计二维Copula函数的参数，结合AIC信息准则进行拟合优度评价并确定最优Copula函数。绘制最优联合分布概率密度图，与二维频率直方图进行对比以评价模型效果。采用Vine Copula函数建立多维联合概率模型并结合AIC值评价其拟合优度。研究结果表明：建立的Vine Copula模型可以较好地刻画风速、波高、波浪周期、风向和波向五维随机变量之间的联合概率分布。
关键词
风浪联合概率分布模型;风浪荷载;参数估计;拟合优度检验
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基于车桥振动的桥梁振型识别及主梁挠度计算方法
摘 要
根据桥梁间接测量法的基本原理，对一座三跨连续梁桥建立车桥振动有限元模型，提取匀速通过桥梁时车辆竖向加速度时程响应，利用中心差分法计算接触点加速度时程响应，采用快速傅里叶变换得到加速度频谱图，应用峰值拾取法识别出桥梁的前三阶频率；利用带通滤波技术从接触点竖向加速度响应中提取与桥梁频率相关的分量响应，通过希尔伯特变换得到测试桥梁的前三阶振型，并与有限元理论振型进行比较。结果表明：车体质量的改变对于振型识别没有明显影响；车速较低时对于振型的识别不利，但选择合适的驱车速度仍能够保证振型的识别精度。基于桥梁有限元模型，将识别的振型进行质量归一化，计算主梁的测试位移柔度矩阵，设计桥梁标准荷载试验方案，利用柔度矩阵计算主梁在试验荷载下的预测挠度，并与理论挠度进行比较。结果表明，在合适的车速下，预测挠度与理论挠度误差基本满足工程精度要求。
关键词
车桥耦合振动;间接测量法;振型识别;柔度矩阵;预测挠度
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钢拱塔斜拉桥的温度耦合效应和索力预测
摘 要
钢拱塔斜拉桥的受力体系与传统斜拉桥有所不同，为研究环境温度变化对这种异形桥塔斜拉桥主要受力部件的影响，以某钢拱塔斜拉桥为工程背景，首先基于在线监测获取的环境和部件温度数据，分析斜拉索索力、拱塔倾角和主梁应变的温度时变效应；然后以斜拉索为研究对象，通过该桥的有限元模型升降温模拟，分析各部件温差引起的温度耦合效应对拉索索力的影响；最后以环境温度、主梁温度、桥塔温度为输入，索力为输出，利用长短期记忆神经网络对实测索力-温度数据进行映射，实现数据压缩和特征提取，建立温度-索力预测模型，再对网络模型输入新的温度监测数据，以预测索力。研究结果表明：主梁和钢拱塔温度变化具有周期性，且滞后于环境温度；主梁应变与环境温度的变化趋势基本一致但具有一定的滞后性，环境温度变化对拱塔倾角的影响很小且没有周期性规律；索力与环境温度呈线性负相关，且需要考虑斜拉桥各部件的温差所引起的温度耦合效应；长短期记忆神经网络对带有时序特性的数据训练效果好，建立的温度-索力关系模型准确度高，可用于该桥索力的实时预测。
关键词
桥梁工程;温度耦合效应;长短期记忆神经网络;钢拱塔斜拉桥;索力预测
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END
土木与环境工程学报
ID ：j_caee
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