曹鸿猷
- 作品数：65 被引量：158H指数：8
- 供职机构：武汉理工大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金湖北省自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程一般工业技术自动化与计算机技术更多>>
- 桥梁运营监测数据相关性分析及温度效应剔除被引量：5
- 2022年
- 近年来,桥梁事故频发,许多大型桥梁通过安装健康监测系统对其进行服役安全评定和寿命预测。为了能更好地利用桥梁健康监测数据,通过特征分析获取了温度、应变及挠度的基本特征,研究了结构温度与环境温度、结构应力以及结构挠度之间的相关性。将运营监测数据的组成分为荷载高频段和长波低频段,采用小波变换将二者进行分离,分别得到了由温度效应和外部荷载所引起的桥梁应力及挠度数据,结果表明:桥梁结构温度变化主要依赖于其所处的环境温度;主梁截面温度较桥墩截面温度在趋势上更符合环境温度的变化;主梁在纵桥方向上的不同位置具有一致的温度分布形式;温度对桥梁应力和挠度均具有较强的相关性;剔除温度效应得到的列车荷载作用下桥梁结构的响应结果更为精确,可为后续桥梁运营安全分析与评估提供科学数据和参考。
- 杨宏印张爱辛张威曹鸿猷刘章军
- 关键词：应力挠度数据处理
- 基于深度学习的复杂场景下混凝土表面裂缝识别研究被引量：16
- 2020年
- 为在桥梁健康监测工作中能更便捷、可靠地完成分类采集的裂缝图像及其中裂缝的标识工作,改善裂缝识别方法效果对提取算法初始聚类中心的选取和图像背景环境的高度依赖等问题,提出了一种适用于多种场景条件下的混凝土裂缝检测的图像识别方法。卷积神经网络是深度学习的代表算法之一,该算法具备表征学习能力,能够按其本身的阶层结构对输入信息完成信息分类的工作。依托武汉市某桥的检测工程,在现场完成图像数据的采集后,采用卷积神经网络搭建了适用于混凝土裂缝图像分类的图像分类模型,实现了对检测工程期间所采集的复杂场景下混凝土结构图像的分类。同时,考虑到传统的K-means算法中聚类中心的局部簇密度与欧氏距离均较大的特点,结合统计学原理与形态学方法的特点,对传统的K-means算法做出了改进,所得的改进K-means算法能够完成复杂场景下裂缝图像的裂缝骨架分割提取和裂缝宽度的计算。随后通过对从检测工程现场桥梁表面600张图像采样的识别,验证了在混凝土存在表层脱落、污渍、苔藓等会对图像裂缝骨架提取效果产生严重干扰的复杂环境条件下所提出方法的有效性,且相较于传统方法具有更高的裂缝检测效率。
- 雷斯达曹鸿猷康俊涛
- 关键词：桥梁工程
- 基于遗传算法的高速铁路桥梁损伤识别
- 2024年
- 针对高速铁路桥梁结构服役局部损伤问题,文章提出一种改进损伤识别因子并结合遗传算法的损伤识别方法。推导了任意单元长度组合的车辆-轨道-桥梁耦合单元及其动力方程,遗传算法采用锦标赛策略及最优保存策略2种选择算子,引入灾变及邻域搜索机制。通过对不同损伤工况进行多次独立重复计算,对算法的稳定性与准确性进行统计分析。结果表明:在信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)大于25 dB时,识别效果好,极少数误判的结果大概率存在于真实损伤位置的附近或对称处;与单个单元损伤情况相比,多个单元损伤工况平均第一次出现最优解的迭代次数略高,但整体都偏低;SNR与识别率(identification rate,IR)呈“扁S”型Logistic曲线关系。
- 杨宏印张威曹鸿猷吴楠昊刘章军
- 关键词：动力响应损伤识别遗传算法高斯白噪声
- 一种预应力碳纤维板与钢-混凝土加固混凝土梁的方法
- 本发明提出一种预应力碳纤维板与钢‑混凝土加固混凝土梁的方法，其主要施工步骤是：首先，凿除混凝土梁底面的混凝土保护层，并钻孔植筋，布置一层钢筋网；其次，钢板下料，在钢板的锚固端和张拉端分别焊接波形齿板，用以约束碳纤维板；再...
- 康俊涛张亚州邱奕龙马雷李豪谷倩周旺保秦世强曹鸿猷
- 基于虚功原理的轨下支承失效动力响应研究
- 2023年
- 将列车、轨道和桥梁视为3个子结构,基于虚功原理分别推导了三者的动力耦合方程。各子方程按对号入座的方式组装成列车-轨道-桥梁耦合矩阵,其中轨道和桥梁子系统之间采用离散的弹簧-阻尼连接。由于轨下结构的破坏出现轨下支承失效时,计算模型应将轨道下端与桥梁相应连接的弹簧-阻尼去除,进而修正原始组装的刚度矩阵和阻尼矩阵。针对轨下支承失效问题,应用该方法分析了轨道和桥梁动力响应的变化规律。结果表明:轨下支承失效改变了连续的轨道支承刚度,导致车辆通过失效区域时的轮轨接触力剧烈变化;只考虑轨道的动力不平顺时,轨下基础支承缺陷对桥梁的位移响应影响较小,但会加剧桥梁的加速度响应;轨下支承失效的范围越大,轮轨接触力和桥梁的加速度越大;对于轨道的位移和加速度,两者会随轨下支承失效破坏区域的扩大和列车走行速度的提升而显著增加。
- 杨宏印吴楠昊曹鸿猷张威刘章军
- 关键词：桥梁工程虚功原理轮轨接触力加速度
- 高速铁路变截面梁桥车致振动及徐变影响分析被引量：2
- 2015年
- 基于Hertz弹性接触,推导了考虑徐变变形的轮轨接触单元动力方程,给出了简化的变截面梁单元质量和刚度矩阵,建立了列车-轨道-桥梁耦合振动方程。针对实际预应力混凝土连续梁桥,计算了徐变变形引起的不平顺(徐变不平顺),结合随机不平顺,并考虑两者的组合,对比分析了3种轨道不平顺对系统动力响应的影响。结果表明:推导的变截面梁单元是合理有效的;桥梁共振效应显著,应按实际冲击系数进行设计,并考虑每个位置的动力响应;徐变不平顺对桥梁响应影响很小,但能明显增大车体加速度和接触力,会引起强烈的梁端冲击,应重视控制徐变变形及形成的梁端折角;随机不平顺能显著增大接触力、桥梁和车体加速度;而组合不平顺能导致系统最不利状态。
- 杨宏印曹鸿猷陈志军步乐乐
- 关键词：徐变轨道不平顺
- 一种用于克服中塔效应的多塔悬索桥加固结构
- 本发明提供一种用于克服中塔效应的多塔悬索桥加固结构，涉及悬索桥施工技术领域，包括中塔、边塔、主缆、主梁以及中央扣组件，中央扣组件包括第一中央扣和第二中央扣，第一中央扣和第二中央扣均为工字型件，第一中央扣和第二中央扣的上端...
- 曹鸿猷段海林李涛康俊涛
- 预制小箱梁UHPC-NC组合负弯矩区抗弯承载能力被引量：1
- 2024年
- 先简支后连续小箱梁负弯矩区钢束施工工序繁多、效率低,施工不当导致桥面开裂等问题,无负弯矩钢束的超高性能混凝土-普通混凝土(UHPC-NC)组合负弯矩区构造能较好地解决此类问题。以3×30 m跨径小箱梁为例,建立基于混凝土塑性损伤本构(CDP)的UHPC-NC组合负弯矩区精细化有限元模型,并进行缩尺比为1∶2的模型试验。选取影响UHPC-NC组合负弯矩区受力性能的3个关键参数:UHPC厚度、UHPC层钢筋直径和UHPC抗拉强度,研究了各参数组合下负弯矩区的开裂荷载和抗弯承载力的变化规律。试验结果表明:试件的开裂弯矩为3620 kN·m,抗弯承载力为9611 kN·m,而背景桥例正常使用极限状态下最不利截面负弯矩为3300 kN·m,承载能力极限状态下最不利截面负弯矩为5838 kN·m,UHPC-NC组合负弯矩区构造的抗裂性能和承载能力均满足工程要求,且试验结果与实体有限元模型计算结果吻合良好。UHPC厚度每增加25 mm,梁体开裂荷载提高约10%,抗弯承载力提高约9%,UHPC厚度的改变对UHPC-NC组合梁体的开裂弯矩与抗弯承载力均有较为明显的影响;UHPC层钢筋直径每增大2 mm,梁体承载力提高约6%,而开裂荷载仅提升约1.8%,不同直径的UHPC层钢筋主要影响梁体开裂后的残余刚度以及抗弯承载力,对开裂荷载影响较小;而UHPC抗拉强度每增大2 MPa,梁体承载力提高约10%,但对开裂荷载影响有限,增大UHPC抗拉强度会导致试件破坏时UHPC层的残余应力增加,提高其对UHPC-NC组合梁体抗弯承载力的贡献,从而提高梁体承载力。对于30 m跨径小箱梁桥,UHPC长度建议中支点两侧各取2 m,UHPC厚度为200 mm,UHPC层钢筋直径取10 mm。
- 曹鸿猷陈云峰李俊杨东洋李涛
- 关键词：桥梁工程小箱梁负弯矩区有限元
- 三塔自锚式悬索桥动力特性参数影响分析被引量：13
- 2017年
- 为研究大跨径三塔自锚式悬索桥结构各主要设计参数对动力特性的影响,以滨河黄河大桥为背景,采用MIDAS/Civil建立动力有限元模型,分析了垂跨比、恒载集度及构件刚度等参数对结构动力特性的影响规律.分析结果表明:结构的振型排列非常密集,抗震分析时应考虑高阶振型的影响;采用叠合梁形式的加劲梁有利于结构的抗风稳定性;增加垂跨比有利于提高结构的抗风稳定性;恒载集度的提高会降低加劲梁的纵飘、竖弯及扭转振型频率;主缆抗拉刚度主要对加劲梁的竖向振动产生影响;增大边塔纵向抗弯刚度能够有效减小加劲梁的纵向地震位移响应;而中塔纵向抗弯刚度、垂跨比及加劲梁的抗弯、抗扭刚度对加劲梁纵飘振型频率影响甚小.
- 康俊涛胡杰董培东曹鸿猷邵光强秦世强
- 关键词：桥梁工程数值模拟动力特性
- 考虑塔缆梁连接的自锚式悬索桥解析模型被引量：1
- 2022年
- 引入水平弹簧模拟塔-缆-梁连接关系,提出考虑塔梁及缆梁连接的自锚式悬索桥解析模型.以实桥为例,采用有限元法对提出模型进行验证,对缆梁及塔梁纵向连接刚度进行参数分析.结果表明:5种工况下,解析模型解与有限元解有较好的一致性,误差在10%以下;缆梁纵向约束对结构竖向刚度影响显著且会导致活载包络由W形转化为V形,主梁挠度控制工况也会随之改变;无论荷载形式如何,缆梁纵向约束刚度不会改变塔顶纵向位移且始终保持对称特性.塔梁纵向连接对结构竖向位移影响甚微,但对主梁纵向位移有较好限制.
- 刘双陈志军曹鸿猷邵长宇
- 关键词：自锚式悬索桥挠度理论约束刚度解析模型
