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桥梁结构论文(合集7篇)--第1页
桥梁结构论文(合集7篇)
关键词:系统桥梁分形
一、系统论
1945年贝塔郎菲提出了一般系统论的新思维,随后维纳、申农分别
提出了控制论和信息论,从而使得人们对事物整体和部分的关系看法由机
械整体性发展到系统整体性。60~70年代间,系统科学出现了耗散结构
论(普里高津)、协同论(哈肯)、超循环论(艾根)和突变论(托姆),
主要讨论系统的存在、发展和消亡,强调任何一个净化系统都能够自行组
织,并且不同要素之间具有协调作用。70年代以来,对系统最核心的问
题即系统机制的研究得到广泛关注,出现了对系统机制解释的混饨理论、
分形理论、孤波理论等,构成了系统动力学理论,主要考察系统的非线性
机制。
凡物皆系统,考察任何系统都要对其要素、结构、功能、环境等方面
进行分析。系统具有以下主要特性:①加和性和非加和性;②整体不等于
部分之和;③整体功能取决于要素、结构和环境;④结构决定了系统的功
能。系统处于非平衡态,需要外加的能量(或信息)来维持,因此,能够
产生新的结构的系统一定是开放的。系统远离平衡态失稳以至形成新的结
构要依赖于非线性的反常涨落。涨落在远离平衡时起驱动作用,不可逆性
会导致新的结构,产生新的质。
系统论已被应用于很多领域,本文旨在应用系统研究的思想来系统地
理解桥梁结构的一些新领域,进而将系统机制理论引入桥梁系统的研究。
二、桥架结构系统
桥梁结构论文(合集7篇)--第1页
桥梁结构论文(合集7篇)--第2页
桥梁是由多种材料、不同结构组合而成的复杂系统。桥梁结构系统的
要素、结构、功能及环境的简要示意图。桥梁结构系统是桥梁工程大系统
的一个子系统,不同的桥梁结构体系又构成各个更低层次的子系统。要素
中的各种基本构件也构成一个层面上的系统,有其自身的要素、结构、功
能和环境。
桥梁结构系统整体不等于部分之和。单个基本构件,比如单个梁构件,
是无法实现跨越峡谷甚至海峡的目的的,而多个构件按照一定的构造规则
组成悬索桥或斜拉桥就可以实现。结构系统的整体功能取决于构件单元、
结构体系和环境状况,其中起决定性的是系统的结构,通常只有大跨斜拉
桥和悬索桥才能作为跨海大桥的候选桥型,对抗震性能要求较高的地区,
应选用抗震性能较好的结构系统,如连续刚构、斜拉桥等,或对连续梁等
桥型进行结构的改进,设计支座单元,达到减震目的。
耗散结构理论认为,在远离平衡状态的非平衡区内,在非线性的非平
衡作用下系统演化方向是不确定的,系统的平衡可能失稳,发生突变或分
又,系统呈现出新的结构稳定状态。这种结构是一种非平衡的结构,接受
环境注入系统的负熵流才能稳定。桥梁的非线同样体现了这一思想,桥梁
的失稳为系统突变所致,地震荷载作用下的桥梁系统的延性抗震性能也是
结构非线性性能的体现。
三、桥架结构的系统研究思路
1.系统识别与健康监测
结构系统识别是通过试验和计算机来实现对结构的建模。桥梁结构可
以看作一quot;灰箱系统,处于一定环境中的桥梁结构,一定的输入对
应一定的输出,通过对系统输出和输入的分析,可以实现对结构系统的判
断和识别。对这样一个灰箱的识别首先应确立一个由梁整体监测的许多困
桥梁结构论文(合集7篇)--第2页
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难,对桥梁在使用年限内工作特性的变化缺乏全面深入的研究,难以建立
客观同一的桥梁状态评估标准。所以整个技术的成功开发乃至系统目标的
最终实现有赖于更好地结合系统自身的要素、结构和系统工作环境。
具体实现桥梁结构系统的健康监测与状态评估,当前主要有以下几方
面的工作【2】
(1)针对系统输出:开发和应用以无线通讯技术为手段的数据采集
系统;开发能适用于交通荷载风荷载及定点测试荷载的传感器最优布设技
术;
(2)针对系统输入和
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