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《基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的簡支梁橋安全狀態(tài)評估方法探討.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、墊!魚生篁絲塑i蔓篁!里竺塑)．：塑堡墼墅墜—————————————————————：窒堡三堡基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的簡支梁橋安全狀態(tài)評估方法探討■焦亮，姜雯，楊淳翔。周彥宇，姚瀾一I四Jll農(nóng)業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，四川成都611830摘要：橋梁狀態(tài)是一個動態(tài)的過程，在大型橋梁上都設(shè)有監(jiān)測設(shè)施，保證橋梁的安全運(yùn)營，但是中小橋梁由于分布較廣，無法都安裝監(jiān)測設(shè)施，因此，對中小橋梁進(jìn)行一種科學(xué)、有效的評估，顯得尤為重要。國內(nèi)外對簡支梁橋橋的安全性評價問題尚無成熟的理論，研究處于初步階段。本文基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練原理，探討了橋梁檢測的又一新技術(shù)手段。關(guān)鍵詞：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡支梁
2、橋評估方法1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本原理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是模仿生物對外界信息做出反應(yīng)的一種學(xué)習(xí)模式，通過相應(yīng)算法的學(xué)習(xí)自身的調(diào)整，以達(dá)到判斷準(zhǔn)確的目的，通過大量的訓(xùn)練函數(shù)表明，徑向基函數(shù)具有較好的適應(yīng)性和學(xué)習(xí)的快速性，它以函數(shù)逼近理論為基礎(chǔ)而構(gòu)造的一類前向網(wǎng)絡(luò)，在多維空間中尋找訓(xùn)練數(shù)據(jù)的最佳擬和平面，達(dá)到訓(xùn)練要求的目的，解決問題的需要，使工程實例評價更加精準(zhǔn)。2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分兩種形式，如下：(1)前饋型網(wǎng)絡(luò)輸入特點。只有輸人，輸出，沒有反饋。結(jié)點可以分為兩類，第一類：輸入單元，第二類，計算單元，每一計算單元可有N個輸入，但只有一個output(它可耦合到任意
3、多個其它結(jié)點作為其輸入)，前饋網(wǎng)絡(luò)可分為不同的層，第i層的輸人只與1一i層輸出相連，輸入和輸出節(jié)點與外界相連，中間層一般稱為隱層。(2)反饋型網(wǎng)絡(luò)的的輸出適應(yīng)性。如果將結(jié)點都看做是計算單元，那么輸人就可以輸出。NN的工作過程大致分為兩個階段：nol，學(xué)習(xí)期，此時各計算單元狀態(tài)不變，，各連線上的權(quán)值可通過訓(xùn)練、學(xué)習(xí)來不斷調(diào)整；n02，工作期，此時各連接權(quán)固定，計算單元狀態(tài)變化情況，以達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。從作用效果看，前饋網(wǎng)絡(luò)主要是函數(shù)映射，可用于模式識別和函數(shù)逼近。反饋網(wǎng)絡(luò)按對能量函數(shù)的極小點的利用來分類有兩種：能量函數(shù)，主要用作各種聯(lián)想存儲器；第二類只利用全
4、局極小點，它主要用于求解最優(yōu)化問題3簡支梁橋特點主梁以孔作為單元來間隔，橋梁的兩端不設(shè)支座，在力學(xué)上，屬于靜定結(jié)構(gòu)，橋梁的最大彎矩在跨中央，適用于中、小跨度。由于是靜定結(jié)構(gòu)，不受地基不均勻沉降的影響。簡支梁橋可以分片(或者分段)預(yù)先制造，然后分孔架設(shè)和修復(fù)。此種結(jié)構(gòu)較為簡單，運(yùn)輸和施工方便，節(jié)省很大造價，因此，在一些具體的施工環(huán)境，能得到廣泛的應(yīng)用。簡支梁橋的支座，分為固定支座和活動支座，(1)固定支座，用來固定主梁的位置，使橋端在平面不能夠發(fā)生移動，(2)活動支座，用來保證主梁在荷載、溫度、鋼筋混凝收縮和徐變作用下能夠自由伸縮和轉(zhuǎn)動，避免梁內(nèi)產(chǎn)生額外
5、的附加內(nèi)力。此外，公路橋在活動端的橋面處，還要求設(shè)置橋面伸縮縫，用來保證行車的平穩(wěn)；鐵路鋼橋當(dāng)溫度跨度超過100米(位于無縫線路上為60米)時，應(yīng)設(shè)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器。4針對橋梁易損部分進(jìn)行評價指標(biāo)選取評價指標(biāo)的選取，一直是評價合理的關(guān)鍵，參考最新頒布的通用橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范，以及專家學(xué)者對于指標(biāo)選取的建議，針對橋梁結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，采用以下幾種指標(biāo)：鋼筋銹蝕率、變形大小、裂縫長度、表面缺損情況、總體破壞是否嚴(yán)重等因素。裂縫的評價是對橋梁客觀準(zhǔn)確評價的重要因素，占很大比重，因此，針對選取的指標(biāo)，進(jìn)行了實地考察，發(fā)現(xiàn)，所選取的指標(biāo)較為合理，評價是具有科學(xué)性和實踐性的。5
6、工程實例靈武鐵路黃河特大橋位于寧夏回族自治區(qū)靈武縣境內(nèi)，大橋全長1576．3米，橋型為24孔32米+10孔48米+9孔32米預(yù)應(yīng)力混凝土箱形簡支梁。該橋是自治區(qū)“八五”重點工程，是鐵道部立項的科研項目。該橋采用的48米預(yù)應(yīng)力混凝土箱形簡支梁是當(dāng)時國內(nèi)鐵路橋最大跨度的混凝土箱形簡支梁，移動支架法拼架混凝土梁也屬我國鐵路史上首次采用。(見圖1)通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，對橋梁狀態(tài)進(jìn)行分析：大量的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)徑向基函數(shù)的訓(xùn)練，得到可靠的訓(xùn)練模式和內(nèi)在識別，使得該程序?qū)ν饧业囊蛩啬軌蜃龀鰷?zhǔn)確反映，采用樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入一輸出，得到該橋梁的穩(wěn)定系數(shù)為0．74，也就是該橋梁處于
7、穩(wěn)定狀態(tài)。為了使評價更為客觀，筆者圖1靈武鐵路黃河特大橋親自走訪，到該橋進(jìn)行了現(xiàn)場實地調(diào)研，發(fā)現(xiàn)以下特點：鋼筋銹蝕率不嚴(yán)重，重點部位進(jìn)行了防護(hù)措施，用抗腐蝕的材料將其進(jìn)行包裹，防止雨水的沖刷、同時變形較小，不仔細(xì)識別，幾乎無裂縫，該橋梁的保護(hù)還是較為健全，完善、裂縫長度、表面缺損基本沒有、總體破壞不嚴(yán)重，因此，這更一步證實了評價的客觀性，具有較好的工程實踐性，為橋梁的評價一個可靠的理論依據(jù)。6結(jié)語橋梁的監(jiān)測設(shè)施普及，是一個國家經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的體現(xiàn)，然而，對尚未實現(xiàn)監(jiān)測的橋梁，安全評價顯得尤為重要，國內(nèi)外因為橋梁失穩(wěn)造成的財產(chǎn)損失和人員傷亡已不計其數(shù)，每個國家
8、的學(xué)者都應(yīng)對此研究重視。橋梁的監(jiān)測、評估由于是一個不確定，帶有模糊評價的過程，因此方法較為廣泛
