黑龙江呼兰河大桥的光纤光栅智能监测技术

对光纤光栅波长变化与应变的关系进行了理论分析,并通过材料试验和等强度梁试验加以验证;研究了光纤光栅的布设工艺,并在黑龙江省呼兰河大桥预应力箱形梁的施工过程中成功地布设了12个光纤光栅应变传感器与3个温度传感器;布设的传感器监测了预应力箱形梁张拉过程的钢筋应变历程,以及箱形梁静载试验的钢筋应变增量与分布;大桥建成后,利用布设的光纤光栅应变和温度传感器对呼兰河大桥进行了阶段性运营监测,监测了车辆荷载下的应变历程和大桥温度变化过程。监测结果表明埋入的光纤光栅可以方便地监测汽车的流量及其可能的疲劳损伤,为桥梁结构的健康诊断提供依据。一年多的考验表明,光纤光栅的稳定性与耐久性满足钢筋混凝土桥梁结构长期健康监测的要求,性能明显优于传统的电阻应变片。     

光纤光栅用于木结构健康监测技术

光纤光栅在土木工程的桥梁健康监测中已得到广泛应用.文章通过应用光纤光栅技术,结合木结构的健康监测,以实时、精确、连续地分析该结构的节点变形状况.     

基于横向振动监测的高铁桥梁安全性预警方法

介绍了基于横向振动监测的列车走行安全性监测原理,根据大胜关大桥的主梁横向振动监测数据,采用主成分分析方法,建立了高速铁路桥梁列车走行安全性监测与预警方法,有利于确保列车行走的安全性。     

大坝模型试验的光纤传感变形监测

考虑到大坝模型试验中内部变形难以监测的现状,研制了一种新型的基于光纤布拉格光栅(FBG)技术的光纤传感器.这种传感器为圆棒式结构,其表面沿轴向安装了准分布式的光纤布拉格光栅.对于大坝物理模型,该传感器可预埋入坝体和坝基的内部.当大坝受到油压千斤顶荷载产生变形时,该传感器类似于一根一端固定并同时受轴向拉、压和横向弯曲的弹性梁.根据弯梁原理,由光纤布拉格光栅测得的应变结果可反算出大坝沿水平向和竖向的位移分布.室内标定试验结果表明,该传感器测得的变形量与其他常规传感器的读数一致.在一个二维混凝土重力坝物理模型的超载破坏试验中,采用预埋于坝体、坝基内部的光纤传感器以及表面安装式位移计、电阻应变花对该模型进行实时的变形监测.试验结果验证了该光纤传感器在大坝模型内部变形监测中的有效性,同时也揭示了大坝在超载作用下的变形机制和破坏形态.     

地铁列车荷载作用下大直径盾构隧道横向变形分析

为研究地铁列车运营荷载对大直径盾构隧道横断面的变形影响,建立列车-轨道-隧道-土层系统耦合振动模型,列车-轨道动力学模型和隧道-土层有限元模型通过扣件力进行参数传递.研究结果表明:隧道竖向变形与水平变形变化规律同荷载变化之间具有一定的对应关系,且存在一定时差;列车荷载作用下隧道断面竖向增大、横向收敛,隧道呈“竖鸭蛋”变形,变形值量级较小.     

应用于桥梁健康监测中光测法与电测法的试验对比与探讨

为比较光测法与电测法两者在桥梁健康监测方面优劣,笔者对某斜拉桥进行加载试验,运用光纤光栅传感器与电阻应变计对桥梁同步监测。经过对比与探讨,得出光纤光栅传感器凭借数据准确性、稳定性以及使用寿命等方面更适用于桥梁健康监测。     

轻轨特大刚构拱桥承载能力及车桥耦合振动试验研究

为评估某主跨为310 m的城市轻轨高架桥的承载能力及刚度,进行静载、模态和车桥耦合振动试验。结果表明,在设计荷载作用下,桥梁整体处于弹性状态,桥梁受载恢复性能也较好;竖向刚度、主梁及边墩横向刚度满足设计使用要求。正常行车时,桥梁上部结构响应与列车运营速度正相关;在现行最大运营荷载下,列车制动及会车状态下不会产生桥梁水平向的最不利状态。     

基于FBG传感器的桥梁结构应变监测

文章通过在桥梁模型中埋入光纤布拉格光栅传感器,验证FBG传感器可应用于桥梁结构的应变监测。首先介绍了光纤传感技术、国内外的发展现状及应用,比较了目前较为常用的两种光纤传感器:光纤光栅传感器、光纤法珀传感器。接着着重介绍了本次试验所用的FBG传感器,然后通过对桥梁模型的结构分析确定监测内容,并进行应力分布研究,在此基础上完成对FBG传感器的优化布设。最后,通过对数据的采集和评估验证监测系统可行性。应用结果表明,FBG传感器系统可以很好地反映桥梁结构应力变化,能够实现对桥梁结构健康监测。     

铁路桥梁主梁横向动力系数测试研究

该文对列车通过铁路桥梁时,桥梁主梁横向振动响应的动力放大系数的测试进行了研究。文中采用简谐激励Feqsinωt作为列车的横向摇摆力作用在铁路桥梁上以确定桥梁主梁横向动力放大系数。根据现有研究结果,在不同车速作用下,将轮对作用在桥梁钢轨顶部的横向集中力的最大值作为简谐激励幅值,并对该横向集中力的时程曲线做功率谱变换,得到横向集中力的主频范围。分别将该简谐激励作用在桥梁第一跨跨中、第二跨1/4跨及第二跨跨中时的主梁跨中动力放大系数,测试结果表明,铁路桥梁在车速不超过120km/h的情况下,动力放大系数最大值不超过1.3,桥梁结构的动力响应能满足主梁横向刚度的要求。     

环境温度场对铁路钢-混组合桥梁列车走行性的影响

由于钢-混组合桥梁导热系数存在显著差异,环境温度场对钢-混组合桥梁的结构行为影响较大。对于高海拔地区的钢-混组合桥梁,环境温度效应可能影响列车行驶安全与舒适性。文章以藏区某铁路双线简支钢箱-混凝土组合梁桥为研究对象,通过固-热耦合数值仿真分析研究其环境温度场以及温致效应,并基于车-桥耦合振动分析理论,进行温致效应下的钢-混组合桥梁列车走行性数值仿真分析。研究结果表明：温度效应引起的轨道竖向变形比轨道横向变形更大,两侧轨道的横向变形差异较竖向变形差异更大;温度效应对车辆运行的安全性、组合梁的动力性能影响不大,对车辆运行的平稳性有一定影响。     

基于光纤光栅应变传感器在斜拉桥健康监测系统中的应用

桥梁结构健康监测系统正处于高速发展阶段。主要阐述了传统的电类传感器监测与光纤光栅传感器区别及光纤光栅传感器的优点;光纤光栅传感器的应用领域等发展现状及其工作原理以及光纤光栅传感器在斜拉桥健康监测系统中的布点设计和应用结果。     

地震作用下宽箱鱼腹式连续梁桥地震响应分析

为了研究宽箱鱼腹式箱梁在地震作用下的动力特性,对哈尔滨市某立交桥进行动载试验,并用Midas Civil建立有限元模型,分析该桥的动力特性。通过对比理论数据与试验数据,验证模型准确性,在此基础上对模型施加地震荷载,进行非线性时程分析,研究宽箱鱼腹式连续箱梁桥在地震作用下的响应。结果表明:地震作用下宽箱鱼腹式连续梁桥主梁横向抗弯及抗扭性能较好,各阶模态变形以主梁竖弯和桥墩侧弯为主,桥梁墩高对结构的振动响应影响较大,矮墩承受较大的水平地震力,主梁在纵桥向刚度较大,导致主梁和桥墩构件纵桥向地震响应同步。该研究可以为相关类型桥梁抗震设计提供参考依据。     

基于光纤光栅传感技术的桥梁结构应变监测可行性研究

该文阐述了光纤光栅传感技术的基本原理及其优势,介绍了光纤Bragg光栅传感器(FBG)的布设工艺。利用埋入武黄高速公路某大桥内的FBG和电阻应变片实现了该桥梁在荷载试验过程中的应变监测。并通过比较FBG与电阻应变片测得的应变值来验证光纤Bragg光栅(FBG)传感技术用于桥梁应变监测的可行性。     

台风作用下木构古建筑变形监测与特征研究

阐述了木构古建筑变形监测的现状,介绍了基于光纤光栅的应变传感器技术,并在宁波市保国寺大殿主梁应变监测中进行了应用研究,通过人工重力加载试验研究了主梁的协同工作性能,记录和分析了台风作用下保国寺大殿主梁的应变变化过程,结果表明,该监测手段能有效工作,可为木构古建筑的日常维护和维修加固提供重要的依据。     

移动荷载作用下大跨度铁路斜拉桥纵向共振机理

列车荷载作用下铁路斜拉桥将在不同方向上发生振动,列车竖向荷载作用下导致的主梁纵向振动将影响道床稳定性和伸缩装置的使用,甚至影响行车安全性和舒适性。采用等效纵向荷载研究移动荷载作用下斜拉桥纵向振动机理,推导纵向共振速度估算公式。以一大跨度铁路斜拉桥为实例,分析了不同速度的移动荷载作用下结构动力响应。结果表明,当移动荷载速度与估算纵向共振速度接近时,移动荷载通过桥梁时的纵向加载频率与桥梁一阶纵向振动频率接近,斜拉桥发生纵向共振现象,主梁和桥塔动力响应显著增大。     

预应力碳纤维复材板加固桥梁短期预应力损失监测

在介绍内嵌光纤光栅传感器(OFBG)的碳纤维复材板(CFRP)制作工艺和基本性能指标的基础上,结合大窑湾六号桥的病害检查评估工作,给出了相应的加固方案以及OFBG-CFRP智能板布设工艺,成功监测了后张预应力CFRP板加固施工阶段智能板的实时应力状态,并预测放张后锚具变形导致的短期预应力损失值。结果表明,埋入的光纤光栅(FBG)可以连续实时地监测CFRP板的应力状态,这种新型OFBG-CFRP智能板为桥梁结构加固施工阶段的健康诊断提供有效手段,同时,光纤光栅的稳定性与耐久性满足钢筋混凝土桥梁结构长期健康监测的要求。     

模型尺寸对地铁隧道动力响应数值分析的影响

以上海地铁为背景,分析运营期间隧道衬砌结构的状态。结合有限元法,选用实体单元模拟隧道衬砌结构和土体,仿真分析运营状态下的隧道衬砌结构,通过Newmark积分算法分析其动力响应,并比较不同尺寸模型的计算结果。结果表明,列车荷载作用下,隧道衬砌结构在竖向的动力响应最大,沿列车行驶方向的动力响应最小,横向加速度响应和列车运行位置有关。通过几种模型尺寸分析,衬砌结构在深度的变形量最大,但是宽度方向和长度方向的变形量在实际工程中不可忽视。模型尺寸的深度变化对其动力响应和变形影响明显,模型深度尺寸增加,变形量先增大后减小,而宽度变化的影响相对较小。通过数值模拟可为工程结构的监测分析提供理论依据,为计算模型的选择提供参考。     

新旧桥梁连接刚度对横向分布系数的影响研究

通过某桥梁缩尺模型-加载采集数据实验平台,通过模型实验研究了新旧桥梁三种不同刚度连接方式对桥梁横向分布系数的影响规律。实验通过逐渐加强连接刚度,并在模型上进行荷载试验,拓宽前后桥梁是由各主梁跨中和跨中铰缝位置为加载点,对每个加载点加载1、2、3、4、5、6 t的荷载,反复加载三次,并在每块板梁的3/4、1/2、1/4、支座处用位移精度表测出其挠度,记录相关数据。通过实验分析了连接刚度对桥梁横向分布系数的影响规律,结果表明,桥梁加宽连接刚度增加,桥梁横向分布影响有减小趋势,但随着刚度不断增大趋势不明显。     

基于结构安全监测系统数据分析的组合梁斜拉桥结构安全评估

桥梁荷载试验可以直接测量桥梁结构特性,桥梁安全监测系统主要是对桥跨结构安全性能指标进行监测。论文结合工程实例,从桥梁静载试验主梁挠度、结构空间变位、拉索索力、桥梁动力特性方面,对比荷载试验与结构安全监测系统数据,检验运营期桥梁结构安全监测系统的可靠性。     

CRTSⅡ型板式无砟轨道锚固结构体系施工技术研究

CRTSⅡ型板式轨道施工设计的核心理念和核心技术,是围绕无砟轨道锚固结构体系进行的。由于列车荷载的作用、温度的变化,桥梁与轨道系统之间会产生相对位移。通过锚固结构体系将轨道结构中的各种荷载力进行限制、约束、抵消,使轨道结构各层层间相对位移受到限制、约束,从而达到无砟轨道结构体系中的各种荷载力,组成一个互制的力学平衡体系。每一种锚固结构的作用机理不尽相同,因此要熟知每一种锚固结构的设计作用机理,以便在施工中进行相关的关键工艺质量控制,确保无砟轨道锚固结构体系施工质量。