某重载铁路连续刚构桥梁健康监测方案设计

某重载铁路为预应力混凝土箱形变截面连续刚构桥,施工期间出现严重病害,后经加固补强后投入运营。为确保桥梁运营安全,对该桥进行了健康监测系统方案设计,以对温度、应力、变形、振动等参数进行实施监测。该健康监测方案设计主要包含设计原则、数据监测、测点布设及系统架构等方面。该桥已通车安全运营6年多,按设计安装的桥梁健康监测系统运行良好,可为类似桥梁健康监测系统设计提供参考借鉴。     

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。     

桥梁健康监测2019年度研究进展

桥梁健康监测系统利用通信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地应用,对桥梁健康监测系统的实施决策、传感器信号预处理、信号数据降噪处理、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2019年度内相关研究进展及应用进行了总结与评述,最终发现模式识别技术与机器学习方法正越来越广泛地应用到桥梁健康监测的研究中。     

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.     

基于AHP法和模糊综合评价的钢筋混凝土桥梁耐久性评估

目前,由于耐久性不足造成钢筋混凝土桥梁结构劣化损伤的现象日益严重,为确保既有桥梁的安全、持久运营,必须对其进行科学的耐久性评估,根据评估结果提出合理的维护加固建议.将层次分析法和模糊综合评价应用于既有钢筋混凝土桥梁耐久性评估,提出了一种针对钢筋混凝土连续梁桥的耐久性指标体系及评估模型,同时,利用实际工程的检测数据对其进行了验证,为今后既有桥梁耐久性评估提供了理论依据.     

基于监测数据的桁架拱桥有限元模型修正

桥梁在其运营期内遭受各种不利的影响,其结构的安全性成为桥梁运营管养的关键。近年来,随着电子技术的发展,桥梁健康监测系统得以广泛应用,而在桥梁的健康监测与健康评估过程中一个能够准确反映桥梁特性的基准有限元模型成为关键。基于某桁架拱桥的健康监测系统的振动监测数据,对建立的初始有限元模型进行修正,得到更符合桥梁真实状态的基准有限元模型~([1])。     

静力水准监测系统在既有线路施工中的应用

静力水准监测系统应用于箱涵穿既有线路工程中,关键在于监测点的布置和预警值的确立,在由拳路下穿沪昆线路施工中,其凭借监测信息有效迅速的反馈,及时采取控制措施,保障了箱涵顶入的信息化施工和既有线路的安全运营.     

近接既有地铁线施工防护实时智能监测系统的应用研究

本文结合北京某地铁区间4号线下穿新建地铁施工,基于LabVIEW虚拟仪器技术、多传感器技术、无线网桥及GPRS传输技术,提出近接既有地铁线施工防护的实时智能监测系统,设计了在下穿新建地铁影响范围内的近接既有地铁线结构的系统监测方案.采用LabVIEW开发的数据统一管理平台对现场监测信息加以分析预警,提供施工安全评估,并可生成报表及存储查询共享等,实现对近接既有地铁线及隧道结构变化的实时监测,及时预警,达到轨道质量的动态、精确调整的目的,保证既有地铁线的运营安全.     

嵌入式系统在桥梁健康监测中的应用

介绍了桥梁健康监测系统的组成原理以及嵌入式系统的基本概念;重点阐述了通过无线网络传输技术和互联网FTP协议;采用嵌入式系统进行桥梁健康监测的全新解决方案,对实现桥梁健康监测系统的智能化具有重要意义。     

桥梁云计算2020年度研究进展

随着桥梁建设的深入发展、桥梁设计施工运维的一体化和运营管理的精细化发展趋势,对数据存储、计算能力等提出了更高要求,云计算技术是解决此类问题的有效手段。通过文献检索与分析,从基于云计算的桥梁健康监测系统、桥梁大数据处理和物联网技术以及基于云计算的桥梁 BIM 和协同设计等方面对近年来桥梁工程中的云计算应用进行了总结,对桥梁云计算可能的研究及应用的重点方向进行了预测。     

Structural safety monitoring for Nanjing Yangtze River Bridge

In order to evaluate objectively and accurately the integrity, safety and operating conditions in real time for the Nanjing Yangtze River Bridge, a large structural safety monitoring system was described. The monitoring system is composed of three parts: sensor system, signal sampling and processing system, and safety monitoring and assessment system. Combining theoretical analysis with measured data analysis, main monitoring contents and layout of measuring points were determined. The vibration response monitoring was significantly investigated. The main contents of safety monitoring on vibration response monitoring are vibration of the main body of the Nanjing Yangtze river bridge, collision avoidance of the bridge piers, vibration of girders on high piers for the bridge approach and earthquake. As a field laboratory, the safety monitorying system also provides information to investigate the unknown and indeterminate problems on bridge structures and specific environment around bridges.     

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.     

基于神经网络及时间序列混合模型的桥梁健康监测系统缺失数据填补

列举了实际桥梁健康监测系统中数据缺失的几种形式,根据桥梁健康监测系统中监测数据是时间序列集的特点,以及神经网络强大的映射能力,利用神经网络及时间序列混合模型的方法来填补缺失数据,并将该方法与时间序列法的填补结果进行对比,结果表明该方法处理缺失数据的误差较低。     

光电液位传感器在大跨度桥挠度监测中的应用

介绍了光电液位传感器的基本原理和优点,根据大佛寺长江大桥挠度测量的要求,构造了挠度远程监测系统,得到了大佛寺长江大桥挠度变化的数据。结果表明,新型光电液位传感器能够对大跨度桥梁的挠度进行长期、实时、在线的监测。     

基于结构健康监测系统的桥梁数据异常诊断研究

桥梁结构监测主要集中在对桥梁结构损伤位置和损伤程度的研究, 然而, 这是以桥梁结构健康监测系统数据有效为前提的. 在实际的环境里, 由监测系统自身故障引起的异常往往会对监测数据有一定影响, 使得监测系统产生损伤误报, 增加了虚警率; 同时, 由某些外部荷载引起的突发事件, 可能会对结构有严重破坏, 不利于桥梁的安全维护和管理. 为了保证桥梁的安全, 提高桥梁结构监测的有效性, 有必要对特殊事件进行异常诊断. 该文将一类识别方法应用到桥梁数据诊断中, 即通过核主成分分析和超球面一类支持向量机方法将一般监测数据和特殊事件数据有效区分, 并利用江阴大桥的加速度传感器数据验证了该方法在船撞、台风、传感器装机噪声和传感器跳变信号下的有效性.     

CFD方法的大跨度桥梁抖振荷载

采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamic,CFD）方法替代传统的桥梁节段模型风洞试验,改进了大跨度桥梁抖振力计算方法。在香港青马大桥精细有限元模型基础上,模拟周围风场对主梁桥板压力分布,计算节点抖振力,求解局部应力响应,为桥梁抖振疲劳分析和结构健康监测打下了基础。     

基于无线传感网的桥梁结构健康监测系统测试平台设计

桥梁结构健康监测目前越来越受到重视和关注。本文提出了一种基于无线传感器网络的桥梁结构健康检测系统的测试平台设计方案。对该测试平台设计方案的仿真结果表明,在桥梁结构健康监测系统的调试和探索阶段,用带有能为传感器节点提供能量和有线通信的网关节点的分层传感网系统来替代一个只配备大容量电池的简易无线传感器网络是可行的。     

悬索桥太阳辐射效应的环境因素影响规律

为研究自然环境下悬索桥太阳辐射效应变化规律以及最不利活载效应与环境温度效应的关系,首先建立了某在建大跨度悬索桥精细化模型,然后对太阳辐射效应的环境因素进行参数敏感性分析,同时研究了太阳辐射效应与最不利活载效应的关系.研究结果表明:悬索桥太阳辐射效应受环境温度影响最大、风速次之.风速对悬索桥太阳辐射效应的影响呈非线性关系;日序数和纬度对太阳辐射效应影响较小,但太阳辐射效应变化规律与纬度变化规律不一致,受多种环境因素影响.最不利活载引起的主梁跨中点挠度数值上是热辐射引起最大挠度的2倍,塔顶偏位数值上与热辐射引起的偏位相等.研究结果可以为悬索桥施工阶段误差分析和健康监测数据的温度影响剔除提供理论依据和技术支撑.     

桥梁监测数据的三维GIS平台关键技术研究

从大型桥梁结构监测的要求出发,针对传统监测数据在现行监测过程中存在显示效果不明显、反馈不及时和非全自动监测报警等缺点,通过三维GIS技术建立桥梁结构监测系统,使其具有实时性、反馈性、智能性等,有力地保证了桥梁监测数据的直观表达。详细探讨了三维GIS应用于大型桥梁监测的关键技术,以武汉二七长江大桥为原型开展对具体桥梁的应用研究。结果表明,三维GIS应用于桥梁监测的技术方案能够有效地克服现有方法的缺陷,提高了桥梁监测中数据反馈、展现的能力,对相关桥梁监测的新思路具有一定的借鉴意义。