何维
- 作品数：13 被引量：165H指数：8
- 供职机构：湖南大学土木工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金湖南省自然科学杰出青年基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程建筑科学机械工程电气工程更多>>
- 基于多视角信息融合的公路桥梁车辆荷载时空位置识别
- 2024年
- 针对现有方法在复杂交通场景下难以准确获取桥上车辆荷载时空分布的问题,提出了一种基于多视角信息融合的车辆荷载时空位置识别方法.首先,开发了vadYOLO-StrongSORT模型,可在单视角下同时检测和跟踪车辆;然后,在图像标定和跨视角车辆匹配基础上,采用自适应加权最小二乘法进行多视角信息融合以修正车辆轨迹;最后,结合车辆轨迹和车轴配置,重构车轴荷载的时空位置分布.通过模型试验评估了所提方法在典型交通场景下的性能.结果表明:相较于基于单视角的车辆位置识别方法,多视角信息融合方法在跟踪稳定性、定位精度和抗遮挡性能上有显著提升;变道场景下,所提方法的最高平均定位误差低于2.0 cm,明显优于单视角方法的17.0 cm;多车遮挡场景下,所提方法的车辆捕获率可达100%,而单视角方法最高仅为72.5%;同时,与其他检测跟踪模型相比,vadYOLO-StrongSORT在试验中取得了最高的识别精度.
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- 关键词：车辆荷载桥梁健康监测
- 基于疲劳寿命的钢筋混凝土桥梁限载取值分析方法被引量：8
- 2017年
- 为了确定钢筋混凝土桥梁限载的合理取值,针对钢筋混凝土桥梁的疲劳性能,考虑随机车流参数、超限车违规率等因素的影响,进行了基于疲劳寿命的桥梁限载取值分析方法研究,提出了一种基于S-N曲线和Palmgren-Miner线性累积损伤理论的桥梁限载取值分析方法。首先基于交通荷载资料和蒙特卡罗法进行随机车流模拟,根据桥梁限载试算值和超限车违规率剔除超限车得到修正的模拟随机车流;然后通过雨流计数法得到应力幅谱,根据S-N曲线和疲劳损伤准则计算桥梁疲劳寿命;最后取能使桥梁疲劳寿命达到期望值的限载试算值作为桥梁限载值。以某地区的交通荷载资料及跨径为20m的简支T梁桥为例,确定了在不同日均交通量和超限车违规率下能使桥梁疲劳寿命达到期望使用年限的桥梁限载值。研究结果表明:日均交通量和超限车违规率均显著影响桥梁的疲劳寿命及桥梁限载取值,日均交通量越大,桥梁的疲劳寿命越短;当日均交通量小于6 000veh时,在不同的桥梁限载值下桥梁的疲劳寿命均大于期望使用年限,当日均交通量大于8 000veh时,桥梁的疲劳寿命仅在特定桥梁限载值下才能达到期望使用年限;超限车违规率越大,通过调整桥梁限载值来提高桥梁疲劳寿命的效果越不明显,当超限车违规率较小时,桥梁的疲劳寿命随限载试算值的减小而大幅增长,当超限车违规率较大时,桥梁的疲劳寿命随桥梁限载试算值的减小,增幅并不明显。
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- 关键词：桥梁工程线性累积损伤理论S-N曲线
- 用于公路车-桥系统振动分析的精细化轮胎模型被引量：3
- 2022年
- 为了解决当前公路车桥耦合振动模型中轮胎模型过于简化、车轮-路面接触力与桥梁响应计算结果不够精确的问题,提出了一种精细化轮胎模型。首先基于车辆橡胶轮胎的几何、力学特征,建立了径向弹簧力学模型并进行了理论推导;然后考虑轮胎与路面接触面的刚度分布特征和高速状况下轮胎的惯性力,提出了轮胎接触面分布刚度的计算方法,保证了轮胎接触面的变形协调和力学平衡关系。通过与现有研究结果进行对比,验证了轮胎模型的准确性和可靠性。研究结果表明:车辆轮胎惯性力引起的不平衡离心力会随车轮荷载和轮胎刚度的降低及车速的增加而增大,当车速达到60 km·h^(-1)时,不平衡离心力可能超过车轮荷载的10%并对轮胎的变形产生影响,进而改变车辆、桥梁2个子系统的接触关系,因此在车桥耦合振动分析中有必要考虑轮胎的质量及其产生的不平衡离心力;基于不同轮胎模型获得的接触力计算结果不同,从而引起车辆、桥梁动态响应计算结果的显著差异,且这种差异可能会随车速和车轮荷载的增加及路况的恶化而显著增大,因此实际运用中应尽可能选择精度较高的轮胎数值模型;采用不考虑面接触的单点模型可能明显高估车辆、桥梁的动态响应,而应用未考虑刚度重分布的改进弹性滚子模型在车速较高时会低估车辆的动态响应,与这2种模型相比,基于所提的刚度重分布模型进行车-桥系统振动分析时,其计算响应与实测结果更为接近,且对于桥梁动力冲击系数的估计更加准确。
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- 关键词：桥梁工程车桥耦合振动轮胎模型
- 基于卷积神经网络的多车桥梁动态称重算法被引量：8
- 2022年
- 为识别多车工况下车辆过桥时的车辆重量,采用卷积神经网络技术开发出可用于多车轴重识别的桥梁动态称重(BWIM)算法.首先,利用车桥耦合系统采集不同车辆过桥时梁底的应变信号;之后,基于深度学习开源框架KERAS搭建了包含9层卷积层、2层全连接层的卷积神经网络(CNN)模型,利用Adam优化器训练CNN模型以拟合所获得的应变信号与车辆轴重在不同工况下的变化规律,并最小化拟合误差;最后,对所开发的算法在单车和多车加载工况下的轴重识别精度进行了对比分析.结果表明:所提出的算法在单车和多车工况下的轴重识别误差均值基本低于5%,并且识别精度对车辆速度和横向位置的变化不敏感,说明算法的轴重识别效果良好且稳定.该多车BWIM算法摆脱了对桥梁影响线的依赖,为不适用于利用影响线方法进行动态称重的桥梁提供了可替代的称重技术.
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- 关键词：卷积神经网络有限元分析
- 公路波形钢腹板PC简支箱梁桥冲击系数的计算分析被引量：11
- 2016年
- 为科学计算和合理评估公路波形钢腹板PC简支箱梁桥在移动车辆荷载作用下的冲击系数,以一座计算跨径为30m的单箱单室波形钢腹板PC简支箱梁桥为研究对象,运用MATLAB软件编写了车桥耦合振动的计算程序。运用所编制的程序计算分析了车辆类型、行车速度及路面平整度等因素对波形钢腹板PC简支箱梁桥冲击系数的影响,并将计算所得的冲击系数与《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)规范值进行对比。结果表明:波形钢腹板PC简支箱梁桥的冲击系数应依据路面平整度的情况合理确定;冲击系数并不一定随车重的增加而增大,可能与车型有关;车重和车速对冲击系数的影响较为复杂,无明显规律;总体的超规范工况数和相应的最大超规范百分比与车辆类型有关。
- 冀伟邓露何维刘世忠蔺鹏臻
- 关键词：简支梁桥波形钢腹板组合箱梁振动频率车桥耦合振动
- 基于车桥耦合振动的钢桥疲劳设计参数研究
- 已有研究表明美国现行桥梁疲劳设计规范中的参数取值低估了实际车辆动力荷载效应对桥梁构件疲劳损伤的影响。本文利用车桥耦合振动数值模拟对桥梁疲劳设计中的两个重要参数，即疲劳冲击系数和等效主应力幅的个数，进行了研究。
- 邓露王维何维
- 关键词：车桥耦合振动
- 双自由度磁悬浮式桥梁振动能量采集器数值仿真和优化被引量：4
- 2018年
- 提出了一种能利用桥梁振动能量为传感器持续供电的双自由度磁悬浮振动能量采集器(TMEH),该系统的能量采集效率远高于传统单自由度磁悬浮振动能量采集器(SMEH).推导了TMEH系统的运动控制方程和机电耦合方程;建立了TMEH的多目标优化模型,提出了基于NSGA2算法的能量采集器参数优化设计方法;最后将TMEH和SMEH在简谐振动激励和桥梁随机振动激励作用下的响应特性和能量采集效率进行了对比.研究结果表明:1)通过NSGA2算法优化设计,TMEH能获得更宽的采能带宽和更高的输出功率;2)TMEH比SMEH的采能效率有明显提高.在简谐振动激励和桥梁随机振动激励作用下,TMEH的输出功率比SMEH增加了约2倍.
- 邓露聂新民毕涛何维
- 关键词：桥梁健康监测车桥耦合振动磁悬浮
- 不同截面类型简支梁桥动力冲击系数研究被引量：45
- 2015年
- 针对我国《公路桥涵设计通用规范》JTJ 021-89及JTG D60-2004中分别采用跨度、基频计算桥梁动力冲击系数IM时均只考虑影响车桥耦合振动中一个因素不够准确问题,基于通用图集建立5座桥梁有限元模型,并用数值方法计算设定工况下的IM。将计算结果与两种规范设计值进行对比;分别比较跨径、基频相同的不同截面类型桥梁IM差异。结果表明,中等路面桥梁的IM计算结果较04规范设计值小,与89规范较接近;差路面情况下两规范设计值均远小于IM计算结果;不同截面桥梁的IM相差较大,说明仅用跨径或基频计算动力冲击系数不完全合理,由桥梁截面类型引起的动力冲击系数差异不可忽视。
- 邓露何维王芳
- 关键词：车桥耦合振动数值模拟有限元
- 考虑桥梁限重标志对驾驶员行为约束的车辆荷载效应研究被引量：2
- 2015年
- 通过对某市货车驾驶员进行问卷调查,研究了桥梁限重标志对货车驾驶员驾驶行为的约束作用规律;基于实测随机车流的统计分布规律,利用蒙特卡洛法编写了考虑桥梁限重标志对驾驶员行为约束作用的随机车流模拟程序.以55t桥梁限重值为例,根据《公路工程结构可靠度设计统一标准》的荷载效应分析方法,计算了简支梁桥在模拟随机车流荷载作用下的跨中弯矩和支座剪力.对日均交通量、条件约束水平和桥梁跨径进行了参数分析,并将随机车流荷载作用下的荷载效应与中国现行桥梁设计规范中对应的汽车荷载效应标准值做了比较.研究结果表明:1)只有当超重货车驾驶员均严格遵守桥梁限重规定时,桥梁限重标志才能有效地控制车辆荷载效应,从而保障桥梁的安全可靠性;2)中国现行桥梁设计规范的设计荷载可能低估了某些路段实际车流的荷载,且在小跨径桥梁上尤为突出,应当引起重视.
- 邓露毕涛何维
- 关键词：桥梁工程蒙特卡洛法简支梁桥驾驶员行为
- 波形钢腹板PC简支箱梁桥局部与整体动力冲击系数的计算分析被引量：16
- 2017年
- 为合理分析和计算波形钢腹板PC简支箱梁桥局部与整体的动力冲击系数,分别建立了波形钢腹板PC箱梁桥和车辆结构的振动方程,并根据车轮与桥面的接触关系形成两者耦合振动的动力方程。采用MATLAB和ANSYS软件分别建立了三维的车辆模型和波形钢腹板PC箱梁桥的有限元模型,并在考虑路面平整度随机激励的作用下,利用MATLAB软件求解了车桥耦合系统的动力方程,得到桥梁结点的位移振动响应;依据动位移与静位移的关系,计算出了波形钢腹板PC箱梁桥的局部及整体的动力冲击系数;对所求得的局部及整体动力冲击系数进行了不同车辆类型、不同车道数加载,不同行驶速度和不同路面情况下的参数分析,并与我国现行规范和美国现行AASHTO规范进行对比分析,最终提出了波形钢腹板PC简支箱梁桥局部及整体动力冲击系数的合理确定方法,所得结论可为波形钢腹板PC箱梁桥动力冲击系数的确定提供参考。
- 冀伟邓露何维刘世忠蔺鹏臻
- 关键词：波形钢腹板组合箱梁车桥耦合振动路面平整度
