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具有两个横向约束吊杆索力解析计算及应用
1
作者 王丽娟 姜宁 +3 位作者 张建功 刘欣益 汪满平 刘世忠 《铁道工程学报》 北大核心 2026年第1期60-66,共7页
研究目的:为解决频率法测试系杆拱吊杆在两端设置减振器时误差较大的问题,首先建立了具有两个横向约束的系杆拱桥吊杆横向振动微分方程,进而得到吊杆索力、频率与横向约束位置、刚度等参数之间的解析解计算模型;通过试验测试了吊杆减振... 研究目的:为解决频率法测试系杆拱吊杆在两端设置减振器时误差较大的问题,首先建立了具有两个横向约束的系杆拱桥吊杆横向振动微分方程,进而得到吊杆索力、频率与横向约束位置、刚度等参数之间的解析解计算模型;通过试验测试了吊杆减振器橡胶材料的非线性本构关系,并提出一种可识别横向约束刚度的模型修正方法;进一步依托某80 m下承式系杆拱桥,综合运用试验、MIDAS有限元分析、ANSYS吊杆模拟及MATLAB计算等多种手段,分析具有两个横向约束的吊杆索力测试与计算方法。研究结论:(1)基于解析解计算得到的两个橡胶减振器作用下吊杆理论索力与实际张拉力之间的误差在规范允许范围内;(2)所提出的吊杆索力解析解计算方法适用于具有两个横向约束的系杆拱桥吊杆索力测试;(3)本研究成果可为类似桥梁结构中带减振装置的吊杆索力精确测试提供参考。 展开更多
关键词 系杆拱桥 吊杆 索力测试 频率法 横向约束 基频
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考虑端部效应的拱桥短吊杆实用索力公式
2
作者 朱劲松 李国武 +1 位作者 刘阳 张小海 《公路交通科技》 北大核心 2026年第2期84-92,共9页
【目标】针对振动频率法测试拱桥短吊杆索力精度差的问题,提出考虑端部效应的索力实用公式,旨在减小测试误差,提高短吊杆索力测试精度。【方法】首先,总结振动频率法测试索力基本原理及公式,使用ANSYS软件建立理想均质吊杆有限元模型,... 【目标】针对振动频率法测试拱桥短吊杆索力精度差的问题,提出考虑端部效应的索力实用公式,旨在减小测试误差,提高短吊杆索力测试精度。【方法】首先,总结振动频率法测试索力基本原理及公式,使用ANSYS软件建立理想均质吊杆有限元模型,计算不同工况下吊杆基频有限元解,对比吊杆基频有限元解与公式解析解,验证模型准确性。其次,在均质模型基础上加入端部效应,建立三段式吊杆模型,研究不同吊杆长度下端部与中间段密度比、截面直径比及端部长度对吊杆基频影响。然后,建立不同边界条件下基频增量百分数与吊杆长度的统计关系,基于基频增量百分数计算端部修正系数对实测基频进行修正,将修正后的吊杆基频代入梁理论索力公式,得到考虑端部效应的索力表达式。最后,以某在建两跨连续无推力空间变箱型钢拱桥为工程案例,通过锚索计实测数据对修正公式进行验证。【结果】所提修正公式具有良好的精度和适用性,特别是对于10 m以下短吊杆,索力测试误差可从25.90%减小到4.01%。【结论】该方法可以有效减少短吊杆索力测试误差,提高测试精度,对于中、下承式拱桥吊杆安全状况评估具有指导意义。 展开更多
关键词 桥梁工程 索力测试 振动频率法 短吊杆 端部效应
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基于改进物理信息神经网络的耦合索股系统索力识别研究
3
作者 张卓杰 韩义泽 +3 位作者 徐建新 甄晓霞 蒋凡 刘庆宽 《振动与冲击》 北大核心 2026年第5期27-39,共13页
索作为缆索承重结构的重要受力构件,其索力的准确识别尤为重要。传统机器学习方法在识别索力时,往往忽略了物理信息规律的导入,导致在小样本量条件下的索力识别中存在模型泛化性不足且精度有限等问题,为弥补以上不足,提出了一种基于自... 索作为缆索承重结构的重要受力构件,其索力的准确识别尤为重要。传统机器学习方法在识别索力时,往往忽略了物理信息规律的导入,导致在小样本量条件下的索力识别中存在模型泛化性不足且精度有限等问题,为弥补以上不足,提出了一种基于自适应权重物理信息神经网络方法,首次将包含物理信息的神经网络用于刚性耦合索股系统中的索力识别。通过将刚性耦合索股系统的显式频率方程嵌入神经网络的损失函数中,实现物理机制的先验知识指导神经网络的训练,并借助统计学方法量化数据损失和物理约束的不确定性,构建了一种基于损失方差的自适应权重分配策略,能够使各损失项的权重关系达到动态平衡。经试验与算例验证,提出的自适应权重物理信息神经网络模型相较于传统的机器学习方法,具有更高的精度以及更好的泛化性能,能够实现在小数据样本下对刚性耦合索股系统的吊索索力进行准确的识别,具有一定的工程实际价值。 展开更多
关键词 刚性耦合 物理信息神经网络 自适应权重 索力识别 小样本学习
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基于LSTM的非对称拱肋斜拉扣挂扣索力优化
4
作者 高宗贤 朱建瑞 +5 位作者 于淼 韩雨晓 赵庆超 刘琪 王子龙 涂兵 《广西大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期26-40,共15页
针对钢管混凝土(concretefilled steel tube,CFST)拱桥跨度不断增大,斜拉扣挂体系非线性愈发显著,线性索力优化方法难以满足精度要求,而使用有限元模型优化索力效率较低的问题,提出一种基于长短期记忆(long short-term memory,LSTM)代... 针对钢管混凝土(concretefilled steel tube,CFST)拱桥跨度不断增大,斜拉扣挂体系非线性愈发显著,线性索力优化方法难以满足精度要求,而使用有限元模型优化索力效率较低的问题,提出一种基于长短期记忆(long short-term memory,LSTM)代理模型的拱桥施工扣索力优化方法。首先,借助有限元模型生成扣索力-拱肋线形样本以准确描述优化问题;其次,搭建LSTM代理模型对生成样本进行学习,实现对两者映射关系的捕捉;再次,随机生成大量扣索力组合输入LSTM代理模型以预测对应的拱肋线形;迭代寻优后与目标线形最吻合的预测线形扣索力即为最优索力,将该组扣索力代回有限元模型以交叉验证;最后,将所提方法应用于一座多跨CFST拱桥的非对称拱肋斜拉扣挂拼装,拱肋线形偏差为-7.7 mm,实现了扣索力的快速、精确优化。 展开更多
关键词 拱桥 索力优化 线形 斜拉扣挂 长短期记忆
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基于混合智能算法的斜拉桥施工索力容差区间优化及应用
5
作者 徐宙元 程振清 +3 位作者 孙胜 王明 汪志昊 高宇甲 《华北水利水电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期114-122,共9页
【目的】为提升斜拉桥施工过程中拉索索力的可控性,提出一种基于混合智能算法的施工索力容差区间优化方法。【方法】首先,通过参数敏感性分析确定待优化变量,利用均匀试验响应面法明确优化目标和约束条件与施工索力的关系,并构建响应面... 【目的】为提升斜拉桥施工过程中拉索索力的可控性,提出一种基于混合智能算法的施工索力容差区间优化方法。【方法】首先,通过参数敏感性分析确定待优化变量,利用均匀试验响应面法明确优化目标和约束条件与施工索力的关系,并构建响应面方程;然后,采用BP神经网络构建施工控制索力区间变化上下限与目标和约束函数的映射关系,结合改进粒子群算法进行索力容差区间优化;最后,为验证该优化方法的有效性,以拉索采用非对称张拉施工的某钢混组合梁斜拉桥为背景,将施工索力作为优化变量,以主梁截面和塔顶截面位移可靠度为优化目标和约束条件开展索力容差区间优化研究。【结果】提出的优化方法能够快速、准确预测索力与截面位移、容差区间与截面位移可靠度之间的复杂响应关系;在保证结构可靠性的前提下,非对称张拉施工过程中索力的容差范围为-3.2%~1.9%;与传统“索力、位移”双控调索方式相比,索力容差区间同时兼顾索力和位移控制,当索力误差在容差区间范围内时,可同时满足“索力、线形”要求。【结论】提出的优化方法有效提升了斜拉桥非对称张拉施工的兼容性和可控性。 展开更多
关键词 桥梁工程 容差区间 粒子群算法 施工索力 均匀试验响应面法 BP神经网络
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大跨径斜拉桥索力监测及损伤识别
6
作者 张贺斌 《交通世界》 2026年第1期232-234,共3页
以某公路大跨径斜拉桥为研究对象,利用光纤光栅传感技术监测斜拉桥索力,分析了监测数据遗漏、粗大误差等问题的处理措施,并利用长短时比法对索力偏差数据进行分析。同时,使用Midas Civil软件模拟斜拉桥在不同损伤工况下的加速度,通过ARM... 以某公路大跨径斜拉桥为研究对象,利用光纤光栅传感技术监测斜拉桥索力,分析了监测数据遗漏、粗大误差等问题的处理措施,并利用长短时比法对索力偏差数据进行分析。同时,使用Midas Civil软件模拟斜拉桥在不同损伤工况下的加速度,通过ARMA模型加速度建模,利用模型AR系数建立斜拉桥结构损伤识别指标,研究成果可为同类斜拉桥建设和管养提供依据。 展开更多
关键词 斜拉桥 索力监测 长短时比法 损伤识别 ARMA模型
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主缆索力控制技术在大跨径桥梁施工中的应用
7
作者 张书 《中国厨卫》 2026年第2期160-162,共3页
文章选取大跨径桥梁作为研究对象,重点剖析主缆施工阶段索力控制的核心技术难题,通过解析主缆受力机制,结合张拉控制工艺与监测系统的优化方案,探究各施工环节中索力调整策略的科学性与实践可能性。研究结论显示,应用动态调控与多点测... 文章选取大跨径桥梁作为研究对象,重点剖析主缆施工阶段索力控制的核心技术难题,通过解析主缆受力机制,结合张拉控制工艺与监测系统的优化方案,探究各施工环节中索力调整策略的科学性与实践可能性。研究结论显示,应用动态调控与多点测量相结合的方法,可有效增强主缆结构稳定性与施工精准度,为大跨径桥梁安全施工提供技术保障。 展开更多
关键词 大跨径桥梁 主缆施工 索力控制 张拉工艺 施工监测
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七塔双层异形曲线斜拉人行桥施工索力确定及张拉顺序优化
8
作者 熊威 《工程建设与设计》 2026年第1期94-97,共4页
以成都新都区蜀龙路人行景观桥为例,对七塔双层异形曲线斜拉人行桥施工索力确定及张拉顺序优化进行研究,分析了成桥状态及成桥索力修正,研究了施工索力计算,优化了张拉顺序。
关键词 异形斜拉桥人行桥 索力 斜拉索 曲线钢桥
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钢桁架拱桥荷载试验及索力测试分析
9
作者 张菲却 《科学技术创新》 2026年第2期149-152,共4页
为探寻可行性的钢桁架拱桥荷载试验方法及索力测试方式,本文以具有两跨的连续钢桁架系杆拱桥为例,在工程现场展开了静力荷载试验与动力荷载试验,并展开吊杆索力测试。荷载试验得出了钢桁架复杂节点的应力测试结果,完成了主梁横向空间受... 为探寻可行性的钢桁架拱桥荷载试验方法及索力测试方式,本文以具有两跨的连续钢桁架系杆拱桥为例,在工程现场展开了静力荷载试验与动力荷载试验,并展开吊杆索力测试。荷载试验得出了钢桁架复杂节点的应力测试结果,完成了主梁横向空间受力分配问题的研究,而索力测试则通过恒载索力测试与静载索力增量测试,验证了桥梁的施工质量。结果表明,此桥梁的结构应力分布较为合理,桥梁结构刚度符合设计标准,且各吊杆的安全索力储备较为充足。通过分析,证实了本文所提出荷载试验方法及索力测试方法的有效性。 展开更多
关键词 钢桁架拱桥 荷载试验 索力测试
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矮塔斜拉桥换索及索力优化
10
作者 文培弟 陶雄 施永新 《交通世界》 2026年第1期226-228,共3页
为进一步保障斜拉桥的安全运营,以某高速公路矮塔斜拉桥换索施工为例,借助有限元软件Midas Civil构建计算模型。通过变更换索顺序、调整换索数量,设计了6种换索方案,并计算了不同换索方案下主梁的挠度、主塔的位移以及斜拉索的索力,从... 为进一步保障斜拉桥的安全运营,以某高速公路矮塔斜拉桥换索施工为例,借助有限元软件Midas Civil构建计算模型。通过变更换索顺序、调整换索数量,设计了6种换索方案,并计算了不同换索方案下主梁的挠度、主塔的位移以及斜拉索的索力,从而确定了最优换索方案。随后,运用不同方法对斜拉索索力进行优化,并基于均匀性系数对索力优化结果进行评价。该研究成果可为同类斜拉索换索工程提供参考。 展开更多
关键词 矮塔斜拉桥 换索方案 索力优化
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大跨钢管混凝土拱桥非对称斜拉扣挂索力优化
11
作者 聂建 梁胜阳 +2 位作者 王美望 王海海 房鹏帅 《北方建筑》 2026年第1期134-139,共6页
为解决大跨径钢管混凝土拱桥非对称斜拉扣挂施工拆索后,拱肋线形与一次落架线形不一致的问题,依托于某大桥,提出了一种新的非对称斜拉扣挂索力优化技术。该技术在桥梁有限元模型的基础上,通过正装计算获得索力影响矩阵,进而运用迭代法... 为解决大跨径钢管混凝土拱桥非对称斜拉扣挂施工拆索后,拱肋线形与一次落架线形不一致的问题,依托于某大桥,提出了一种新的非对称斜拉扣挂索力优化技术。该技术在桥梁有限元模型的基础上,通过正装计算获得索力影响矩阵,进而运用迭代法来求解索力理论值。然后对理论索力值与实际施工的索力值进行校核,并且计算分析每一节段的预抬标高值,再通过张拉钢绞线调整优化索力值,使其每个拱肋节段在施工阶段达到该预抬标高值,以满足在实际施工过程中拱肋线形和一次落架的线形保持一致的要求。结果表明,所提出的技术不仅有效减小了施工过程中拱轴线形的波动,而且保证了拱肋安装精度,为类似工程项目的施工提供了有力的技术支持与保障。 展开更多
关键词 钢管混凝土拱桥 非对称 斜拉扣挂 索力优化技术 预抬标高值 安装精度
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玻璃幕墙外置式光纤光栅索力传感器的设计与应用 被引量：1
12
作者 朱万旭 凌云翔 +1 位作者 刘鹏 刘丰荣 《光通信技术》 北大核心 2025年第5期72-77,共6页
为实现对幕墙索力的精准测量,提出一种玻璃幕墙外置光纤布喇格光栅(FBG)索力传感器。通过开展应变标定试验验证其静态性能,结合温度补偿试验以消除应变与温度的交叉敏感性,并经过索力标定试验建立了索力与FBG波长变化量之间的标定关系,... 为实现对幕墙索力的精准测量,提出一种玻璃幕墙外置光纤布喇格光栅(FBG)索力传感器。通过开展应变标定试验验证其静态性能,结合温度补偿试验以消除应变与温度的交叉敏感性,并经过索力标定试验建立了索力与FBG波长变化量之间的标定关系,最终将其应用于实际工程。试验结果表明:该传感器经过增敏设计后,应变灵敏度为1.9 pm/με,为裸贴光栅的1.58倍。工程上,在0~110 kN内,传感器实测值与油压千斤顶荷载的最大相对误差为3.41%,满足工程需求,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 幕墙 拉索 索力 光纤布喇格光栅 传感器
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基于无人机载激光雷达空间线形扫描的斜拉索索力测试 被引量：1
13
作者 施洲 张同卓 +2 位作者 苏朋飞 朱颖 郭辉 《铁道学报》 北大核心 2025年第2期172-180,共9页
为提升大跨度斜拉桥斜拉索索力测试的效率和精度,提出一种基于机载激光雷达非接触式斜拉索线形扫描的索力测量方法——线形法。利用高差和空间聚类法从点云提取斜拉索实测线形,结合索参数、索力理论公式和非线性有限元分析,提出索力推... 为提升大跨度斜拉桥斜拉索索力测试的效率和精度,提出一种基于机载激光雷达非接触式斜拉索线形扫描的索力测量方法——线形法。利用高差和空间聚类法从点云提取斜拉索实测线形,结合索参数、索力理论公式和非线性有限元分析,提出索力推算的公式法和有限元法,两种方法相互校核、平均实现线形法索力测试。依托主跨672 m的鳊鱼洲长江大桥现场静载试验,分别采用线形法和频率法进行索力测试,开展验证与对比分析。结果表明:线形法、频率法索力测试结果最大误差分别为2.6%、5.8%,线形法显著提高了效率和精度。索力误差与实测弧垂误差成正比,弧垂误差对长索索力测试误差影响较小。索力误差随索长增加而减小:索长为200 m时,索力相对误差为6.2%,误差明显;当索长300 m时,索力相对误差降低至2.9%。线形法索力测试适用于长度为300 m以上的长索索力测试,并可通过多次测试平均、提升斜拉索实测点云处理精度等措施提高索力测试精度。 展开更多
关键词 斜拉桥 斜拉索 索力测试 线形法 三维扫描 误差分析
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主动变位索网结构体系索力识别方法及FAST工程应用
14
作者 付兴 孙思源 +3 位作者 李宏男 李庆伟 李辉 任亮 《振动工程学报》 北大核心 2025年第1期135-143,共9页
为准确识别FAST索网结构体系的拉索索力,本文提出了一种可变弹性边界支承的拉索索力识别方法。建立了拉索等效单自由度模型,推导了理想铰接与弹性边界支承下拉索频率间的数学表达式,通过拉索中点、两端点的第一阶振型值对第一阶频率进... 为准确识别FAST索网结构体系的拉索索力,本文提出了一种可变弹性边界支承的拉索索力识别方法。建立了拉索等效单自由度模型,推导了理想铰接与弹性边界支承下拉索频率间的数学表达式,通过拉索中点、两端点的第一阶振型值对第一阶频率进行修正,进而提出了基于弦振动理论的主动变位索网结构体系索力识别方法;对单根拉索开展数值仿真,验证了所提方法的准确性,并开展了参数分析;通过数值仿真及现场实测对FAST索网结构进行索力识别,证明了方法的可行性和工程适用性。结果表明:数值仿真的索力识别相对误差在1%以内,现场实测的索力识别相对误差小于5%。该方法考虑了拉索的复杂边界条件,可避免求解未知边界约束刚度,拓展了传统弦振动理论的工程适用性。 展开更多
关键词 主动变位索网结构体系 可变弹性边界支承 等效单自由度体系 索力识别 频率修正
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考虑索力随机性的斜拉桥索力优化研究
15
作者 杨振 胡承泽 +2 位作者 霍学晋 李志 曹鸿猷 《武汉理工大学学报》 2025年第2期25-32,共8页
提出一种考虑索力随机性的混凝土斜拉桥索力优化方法。以斜拉索张力为随机变量,利用影响矩阵建立设计变量与结构响应之间的关系,并采用改进的一次二阶矩法对结构进行可靠性分析。以承载能力极限状态下主梁正截面抗弯承载能力安全系数为... 提出一种考虑索力随机性的混凝土斜拉桥索力优化方法。以斜拉索张力为随机变量,利用影响矩阵建立设计变量与结构响应之间的关系,并采用改进的一次二阶矩法对结构进行可靠性分析。以承载能力极限状态下主梁正截面抗弯承载能力安全系数为目标函数,建立考虑施工及运营期荷载作用下的随机优化模型。通过荷载解耦法克服了索力优化中多荷载工况对计算效率的影响,并采用粒子群优化算法获得全局最优索力。以一座跨径为(110+180+105)m的预应力混凝土斜拉桥为例,索力变异系数取值0.04~0.08,主梁弯矩可靠度指标随着索力变异系数的增大而减小,结果表明该方法具有高效性且索力随机性对于主梁弯矩可靠度指标影响不可忽略。 展开更多
关键词 斜拉桥 索力优化 可靠性分析 索力随机性
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基于极简智能算法考虑配重的斜拉桥索力优化研究
16
作者 杨吉新 石旷 +1 位作者 李科文 凌中水 《武汉大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第9期1415-1424,共10页
为探索斜拉桥索力智能算法优化方法,以某独塔非对称斜拉桥为研究对象,进行成桥状态下的索力优化。利用ANSYS建立该桥数值模型,以36对拉索索力为设计变量,同时考虑边跨配重得到影响矩阵,求解成桥后弯曲及拉压应变能表达式,通过Python语... 为探索斜拉桥索力智能算法优化方法,以某独塔非对称斜拉桥为研究对象,进行成桥状态下的索力优化。利用ANSYS建立该桥数值模型,以36对拉索索力为设计变量,同时考虑边跨配重得到影响矩阵,求解成桥后弯曲及拉压应变能表达式,通过Python语言实现极简智能算法——Jaya算法,以应变能最小为目标,并对索力大小、均匀性及主梁、主塔位移设置约束,求解最优索力及配重。结果表明:与经典智能算法相比,Jaya算法精度损失较少,同时缩短了较多计算时间;与传统索力优化方法相比,Jaya算法所得优化索力更均匀、分布更合理,优化后配重由原设计的927 kN/m减小到809 kN/m;Jaya算法优化后主梁弯矩小于原设计,各方法下主梁及主塔轴力变化不大,索力优化主要影响桥梁弯矩分布,从而使结构受力状态得到改善。对优化后的主梁及主塔截面最大应力进行验算,结果均符合设计要求。 展开更多
关键词 斜拉桥 PYTHON语言 索力优化 智能算法 应变能
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