桥梁健康监测2020年度研究进展

桥梁健康监测系统利用通讯传感设备远程记录运营中的结构持续响应,通过对信号数据的处理分析实现桥梁结构的实时预警与安全评估,从而达到保护结构正常运营、延长结构使用寿命、指导桥梁结构管养与维护决策的目的。桥梁健康监测技术作为桥梁工程领域新兴的分支,已逐渐成为一个热门研究方向。为了促进该领域研究进一步发展,指导健康监测系统在桥梁工程中更高效的应用,对桥梁健康监测系统的信号降噪、信号预警、模态参数识别、有限元模型修正、损伤识别、状态预测与评估等关键技术方法的研究现状进行了详细介绍,并对2020年度内相关研究进展及应用进行了总结与评述,最终发现机器学习方法正越来越广泛地应用到现阶段桥梁健康监测各项关键技术的研究中。     

桥梁工程大数据2020年度研究进展

信息化时代背景下,大数据在桥梁工程的应用研究成为广泛关注的热点话题。以桥梁健康监测为典型数据收集方式,获得海量数据,在数据处理及应用等层面给桥梁工程从业者带来不小挑战。围绕桥梁大数据2020年度的研究进展,回顾了高效存储、异常处理与去冗降噪等数据前处理手段,并重点关注了损伤识别、状态评估及智能管养等大数据的具体应用,以此梳理桥梁大数据2020年度的相关研究进展,并总结分析已有的研究成果及未来研究应用的重点难点。     

希尔伯特-黄变换在公路桥梁结构健康检测中的应用研究

对正常运营的公路桥梁结构的变形监测是评估桥梁健康状况的一项重要内容.希尔伯特-黄变换(HHT)作为处理非稳定和非线性信号的方法,可以提取正常运营公路桥梁的自振频率、阻尼比,核心算法经验模态分解(EMD)可以对动态变形数据进行去噪处理.该方法应用于桥梁健康监测既有不影响交通:数据采集方便等优势,同时可以去除噪声对监测数据的影响,并能全方位对桥梁健康状况进行分析.根据监测实例分析表明该方法适用于公路桥梁健康状况监测,为今后桥梁健康监测提供一种新的研究方法.     

土木工程结构健康监测的现状及发展

阐述了土木工程结构的安全性评估、健康监测及损伤诊断的必要性和迫切性,介绍了结构健康监测的定义及系统组成,综述了损伤识别的分类,重点对系统识别与模型修正作了详细的阐述,并对小波和神经网络在损伤识别领域的应用作了介绍。     

土木工程结构健康监测的现状及发展

阐述了土木工程结构的安全性评估、健康监测及损伤诊断的必要性和迫切性,介绍了结构健康监测的定义及系统组成,综述了损伤识别的分类,重点对系统识别与模型修正作了详细的阐述,并对小波和神经网络在损伤识别领域的应用作了介绍.     

基于应变模态差的连续梁损伤识别方法研究与应用

目前中国许多地区都在大规模修建桥梁和高架桥,桥梁成为交通工程中必不可少的一部分,它的健康运行关系到国家的经济、人民的生命财产以及社会的稳定。为了保证桥梁的健康运营,对桥梁进行监测已成为必不可少的关键环节。主要以应变模态为基础,采用应变模态差作为损伤识别的指标对桥梁进行损伤识别,通过有限元软件模拟三跨连续梁的损伤状况,利用应变模态差对其损伤位置进行识别。结果证明:应变模态差能够有效识别结构的损伤位置,并借助此方法对现有桥梁的损伤情况进行评估。     

基于小波包分解的数据融合损伤识别方法

目的为了充分利用来自多传感器的冗余、带噪声数据，提高结构损伤识别的精度．方法利用小波包良好的时一频特性，首先用小波包分解对结构响应进行处理．提取信号的不同特征参数，然后利用不同的特征向量对结构分别进行损伤识别，最后应用融合技术对不同的识别结果进行融合处理．并用一个七层钢结构框架的多损伤识别验证了该方法的有效性．结果结果表明，该方法能够极大地提高了结构损伤识别精度．结论运用小波包分析提取信号的特征参数与数据融合技术进行损伤识别．并使二者有机的结合是结构健康监测与检测的有效途径与发展趋势．     

桥梁结构试验技术2020年度研究进展

桥梁结构试验主要是通过对桥梁结构本身或模型施加静力或动力作用,利用测试技术采集精确可靠的试验数据,获取桥梁结构真实行为,以解决桥梁工程领域科研与设计中存在的问题。桥梁结构试验作为推动桥梁工程领域发展的重要手段,长期以来一直起着举足轻重的作用。随着测试技术的进步,桥梁结构试验技术也受到了学者们的广泛关注。为了促进该领域的进一步发展,指导先进测试技术在桥梁结构试验领域中的推广和应用,对桥梁模型试验、桥梁现场试验、桥梁测试技术三个关键方面的技术方法进行了系统的介绍,并对2020年度内较有启发性的相关研究进行了介绍与总结,发现桥梁结构试验技术正进一步朝着多学科交叉融合的大方向发展。     

基于改进细菌觅食算法的桥梁动载识别

桥梁在交通事业中的作用越来越重要,而对桥梁结构的健康监测是当今研究的热点问题,桥梁上移动荷载的识别作为桥梁结构健康监测的基础环节,是决策者进行结构安全评估和交通规划的重要依据.其中利用BP神经网络进行识别是重要的也是目前最热门的方法,而神经网络中参数的确定最为重要.提出一种全新的改进的细菌觅食算法以确定网络参数,数值模拟证明可取得相对较好的识别结果.     

大跨径缆索承重桥梁状态评估的研究现状与发展

对大跨径缆索承重桥梁进行合理的状态评估有助于掌握桥梁结构的技术状况、指导制定养护对策,以保证桥梁的正常运营和结构安全.首先综述了基于标准和规范的评估方法和基于系统工程理论的评估方法的研究现状及应用;其次对桥梁管理系统和长期监测系统的发展情况和评估数据信息源现状进行综述和分析;然后阐述了大跨径缆索承重桥梁状态评估面临的机遇和挑战,并提出了多源信息融合的功能模型和结构模型.综合分析表明:大跨径缆索承重桥梁评估规范的制定迫在眉睫;人工巡检信息和长期监测信息都有其各自的弊端,都难以独立成为桥梁状态评估的理想数据来源,引入多源信息融合技术,有望提高大跨径缆索承重桥梁评估结论的可信度;对缆索承重桥梁群实现评估方法标准化是未来发展方向之一.     

钢结构桥梁疲劳2020年度研究进展

钢结构桥梁具有轻质高强、跨越能力大、易工厂化制造和便于装配化施工等突出优点,是桥梁工程的重要发展方向。但工程实践表明,疲劳与断裂是导致结构服役性能降低甚至引发灾难性事故的关键因素,严重制约了钢结构桥梁发展应用。学者们从不同的角度对于钢结构桥梁疲劳问题进行了深入系统的研究,现聚焦于疲劳失效机理与抗力评估方法、抗疲劳设计与建造技术、环境因素及其疲劳抗力效应机制、疲劳裂纹识别与监测检测、疲劳开裂处置与性能强化等主要方面。对2020年度在相关领域所取得的最新研究进展进行总结,梳理亟待解决的关键问题以及下阶段的研究重点。结果表明,钢结构桥梁疲劳问题是学术界和工程界的研究热点,在对疲劳性能分析评估理论方法、抗疲劳设计和长寿命结构、抗疲劳建造技术、疲劳损伤监测与疲劳微裂纹检测识别、剩余疲劳寿命预测与疲劳性能强化进行研究的基础上,构建钢结构桥梁全寿命周期抗疲劳技术,是未来的研究重点和重要发展方向。     

桥梁结构损伤识别理论的研究进展

从三个方面：（1）基于模型修正理论的结构损伤识别;（2）损伤指数法;（3）人工神经网络法等,对近年来国内外基于振动分析和结构动力学参数的结构损伤识别理论进行了比较系统地总结和评述,介绍了结构损伤识别领域研究的现状,给出了基于动力学参数和振动分析的结构损伤识别的模式,并分析了存在的困难以及需要进一步研究的问题．     

南昌新八一大桥健康监测预警指标计算分析

为了保证桥梁健康监测系统的有效性和及时性,给桥梁管理者提供维修及加固的依据,以南昌市新八一大桥为工程背景,在有限元数值模拟结合传感器监测数据的基础上,建立了多指标并行预警的结构预警体系,阐述了预警指标、预警阈值和预警流程,并重点对索力、关键部位应力和挠度、疲劳车辆荷载、固有频率变化率等预警指标进行了计算分析。应用结果表明,在当前荷载作用下新八一大桥的各项预警指标的结果都正常,满足使用要求。     

桥梁施工监控2020年度研究进展

桥梁施工监控是桥梁施工技术的重要组成部分和确保桥梁施工质量的关键，也是桥梁建设的安全保证，已成为桥梁工程领域研究的重要内容。通过文献调研的方式，以“施工控制/监测/监控”“施工控制理论/方法”“施工监测系统”“智能监测”等为关键词，在Web of Science、Science Direct及中国知网上搜索、整理了2020年度发表的60余篇科研论文，主要对学者们在桥梁施工控制理论方法、施工控制参数识别和状态预测、桥梁施工监测系统与智能监测等方面取得的研究进展进行了归纳、梳理和总结，并对今后桥梁施工控制研究的热点进行了展望。     

西南山区大型水电工程库岸滑坡InSAR早期识别与监测研究进展

我国西南山区大型水电工程大量建设于金沙江、澜沧江、雅砻江流域,但是这些流域复杂的地层、岩性、构造、水文等地质条件导致水电工程库岸滑坡灾害分布广泛,多发频发。合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术凭借其覆盖范围广、监测精度高、不受云雾遮挡等特点为水电工程库岸滑坡早期识别与监测带来了新的机遇,在近年来得到水电工程建设及库岸地质灾害防治相关领域的极大重视。基于此,对西南山区大型水电工程库岸滑坡InSAR早期识别与监测的应用概况进行了梳理,从研究时间、研究内容、研究对象等多角度进行了分析; 对水电工程库岸滑坡InSAR早期识别与监测技术的研究现状、研究热点进行了归纳与总结,揭示了以白鹤滩水电站为里程碑,水电工程库岸滑坡早期识别与监测目前已开始进入InSAR技术应用与研究的爆发阶段; 最后,探讨了水电工程全生命周期(蓄水前阶段、蓄水阶段、蓄水后阶段)对InSAR技术的不同应用需求与算法适用性。随着SAR数据质量提升与算法进步,InSAR技术必将常规化地参与到水电工程全生命周期库岸滑坡的识别与监测工作中,为水电工程库岸滑坡的早期识别、监测预警、触发机理研究及灾害防治等提供重要支撑,提升我国水电工程库岸滑坡地质灾害防治能力。     

桥梁抗爆与抗火2020年度研究进展

近年来能源交换的需求量随各区域经济的飞速发展而不断增大，装载运输“燃、汽、爆、化”的危化品车辆日益增加，由车辆导致的爆炸或火灾层出不穷，桥梁结构的运营安全受到严重威胁。作为桥梁防灾的热点问题，学者们在桥梁抗爆与抗火领域进行了卓有成效的研究，现以2020年发表的中英文论文为主，对国内外学者在爆炸冲击荷载试验与数值模拟方法、桥梁火灾试验与模拟技术、桥梁抗爆性能及劣化机理、火灾下桥梁损伤机理与安全评估、桥梁抗爆安全评估方法、过火后桥梁性能演化与灾变机制等方面所取得的研究成果进行扼要综述，通过系统分析表明：爆炸试验技术与结构高应变率下的力学特性研究、复杂火灾环境下桥梁结构断面温度传递与分布规律、多灾耦合作用下桥梁结构的损伤演化、灾变机制和桥梁结构安全评估体系等方面的研究欠缺。为保证桥梁结构在全寿命周期内的服役安全，爆炸、火灾等极端荷载条件下的结构特性和运维安全是当前构建桥梁运维安全保障体系中的重中之重。     

结构模态参数识别的随机子空间法

参数识别是结构健康监测领域研究中的重点。随机子空间法是近些年发展起来的一种线性系统辩识方法,可以有效地从环境激励的结构响应中获取模态参数。在随机子空间识别方法中,确定系统的阶数是该方法中的关键工作。稳定图方法是一种比较新颖的确定系统阶次的方法。但该方法容易识别出虚假模态。针对这种情况对稳定图方法进行了改进,避免了虚假模态的出现,进而提高了随机子空间方法的识别精度。最后对此方法在一钢管混凝土拱桥上进行了验证,试验结果表明,该方法具有良好的识别效果。