基于转角数据的梁式桥挠度响应重构方法

挠度是评估桥梁安全性能的重要参数,对桥梁挠度的精确测量是桥梁健康监测领域的研究热点。提出一种基于桥梁转角进行响应重构的挠度测试方法,可利用桥跨合适测点位置处转角数据准确重构邻近梁段截面的挠度响应。根据桥梁几何参数和荷载位置信息建立挠度响应与转角响应之间关联,结合实测转角响应识别中间变量,以此计算桥梁挠度响应信息,实现由转角测点数据重构桥梁挠度响应。开展数值仿真和模型试验,研究表明基于转角数据重构的挠度响应与实际挠度响应高度一致;另一方面该方法结合荷载信息和桥梁几何参数,基于单个转角响应即可重构挠度响应,具有较好的实用性。     

400 km/h高速铁路桥梁竖向刚度限值研究

为研究400 km/h高速铁路桥梁的竖向刚度限值，首先，将铁路桥涵设计规范中不同车速的竖向挠度限值拟合外推，得到车速400 km/h时不同桥梁跨度的竖向挠度限值；然后，调整截面竖向惯性矩，实现不同桥梁竖向刚度，并考虑竖向温度变形影响，进行车桥耦合振动分析，得到不同桥梁竖向刚度下的车辆竖向加速度；最后，按规范要求在桥梁最不利位置加载得到桥梁竖向挠度和梁端转角，车辆竖向加速度达到限值时可获得竖向挠度限值和梁端竖向转角限值，并与规范预测值进行对比。结果表明，400 km/h高速铁路桥梁竖向挠度限值可采用现行规范拟合外推得到的挠度限值，梁端竖向转角限值可仍沿用现行规范限值。     

基于应变模态的连续梁动挠度识别

为了实现基于应变测量的连续梁动挠度识别,提出了一种基于应变模态的梁结构动挠度监测方法。利用应变传感器进行应变测试获得梁的动应变数据,由动应变数据的互相关函数求出应变模态振型,利用应变-位移转换关系求出位移模态振型,再由动应变数据和应变模态振型计算出位移模态坐标,最后根据计算出的位移模态坐标叠加位移模态振型得到梁结构的实时挠曲线,从而实现对动挠度的监测。为了验证方法的有效性,对连续梁在脉冲激励及地震作用下的动挠度进行了数值模拟,并进行了简支梁力锤锤击实验。数值模拟及实验的结果表明,基于应变模态监测梁结构动挠度是可行的,且具有较高的精度。     

一种便携式桥梁挠度检测复用系统的研制

针对桥梁挠度检测的特点,提出了一种基于嵌入式仪器技术的可以采用两种传感器件采集不同信号实现复用桥梁挠度检测系统的实现方案。介绍了系统传感器的选型原则和所选择信号采集器件的特性,以高速ARM9芯片为核心实现了硬件电路设计。并具体介绍了最小平方卷积反演对挠度信号进行恢复的数据算法原理和其快速嵌入式程序软件的实现。     

《谐波小波在动不平衡信号提取中的应用》

根据谐波小波的相位锁定、窄带分析功能以及在时域具有明确的表达式的特点,给出了基于谐波小波的自适应滤波方法及算法。该方法根据信号的相关性,通过谐波小波与振动信号在时域的相关运算,从而提取出动不平衡信号。基于Labview开发系统进行仿真和应用试验,结果表明：通过谐波小波自适应滤波,能够精确提取动不平衡信号。该滤波方法简单、实时性好,可满足高精度动平衡测试的要求,具有较强的应用价值。     

基于附加质量块的桥梁模态挠度预测方法研究EI北大核心CSCD

以16 m跨径空心板单梁为研究对象,研究基于附加质量块的质量归一化方法和模态柔度法测试预测桥梁模态挠度的准确性和工程可行性。基于环境激励测试16 m单梁在施加质量块前后的模态参数,提出包含相对频率改变平方项的振型质量归一化计算方法,预测单梁在多级竖向静力荷载作用下的模态挠度,将模态挠度与实测静挠度进行比较,研究8种附加质量工况下单梁模态挠度的测试预测精度,分析附加质量占比以及质量块的数量对预测精度的影响,分析传感器数量对模态挠度预测精度的影响。结果表明,在环境激励下,5个传感器与8个传感器模态挠度预测精度基本一致,满足工程精度要求;基于附加质量块预测的模态挠度可代替实测弹性静挠度,进而评估桥梁的实际刚度状态;附加质量块质量占梁体总质量约10%时,模态挠度的预测相对误差小于8%,预测精度较高。在实际工程应用中,可适用于其他跨径桥梁;在附加质量块占比相同的情况下,多个小质量快的模态挠度预测精度优于大质量块;仅利用单梁前两阶竖向模态即可获得较精确的模态挠度。     

300km/h高速铁路PC槽型梁动力试验研究

介绍北方交通大学与比利时鲁汶大学、布鲁塞尔自由大学、比利时铁路公司合作,在巴黎至布鲁塞尔之间高速铁路线上的Antoing大桥进行的二次高速铁路桥梁动力试验。试验桥梁由跨度50m的多跨预应力混凝土简支槽型梁构成,试验中列车速度达265-310km/h。通过现场试验和实验结果分析,得到了桥梁的频率、振型、阻尼等自振特性,以及桥梁在高速列车作用下的动挠度、梁和桥墩的横向和竖向加速度、橡胶支座的相对位移、梁体的动应变等动力响应特性。试验经验和测试结果对于充实高速铁路桥梁动力分析理论、改进数值分析模型、验证计算结果、提高高速铁路桥梁的动力设计水平、保证行车安全,具有重要的意义。     

高铁桥梁发展及健康监测研究现状

铁路桥梁具有平顺、整体性好、刚度大的优点,满足高速铁路轨道平顺性高要求,从而桥梁在高速铁路轨道应用比重大,使其成为研究热点。本文着重阐述了我国高速铁路桥梁现状,分析了普通桥梁和铁路桥梁健康监测系统的发展现状,明确基于无线传感器网络的高速铁路桥梁运营环境监测系统的内容及范围,展望了基于无线传感器网络的高速铁路桥梁运营环境监测系统的研究及发展前景。     

FBG应变挠度法标定及过程仿真

介绍了一种基于挠度分析的等强度悬臂梁FBG传感器应变标定测试方法和装置,研究了FBG传感器应变传递过程中的相关参量的仿真分析方法,精确测量了应变传递过程中的相关参量,并且针对不同载荷下的等强度悬臂梁的表面应变和挠度进行了理论分析和仿真。同时解析了挠度与梁表面应变、FBG传感器应变的关系,给出了标定后FBG传感器的应变灵敏度,并对挠度法测量FBG传感器的标定结果进行了不确定度评定。当包含因子k=2时,FBG传感器应变灵敏度的相对扩展不确定度＜0.5％,能够满足高精度的应变测试要求,为高精度FBG传感器的应变标定提供了技术支持。     

基于网络摄像机的桥梁挠度非接触识别

针对传统的桥梁挠度识别系统可达性差、效率低、不能全天候实时监测,建立了一种基于网络摄像机的桥梁挠度非接触识别系统。系统采用LED光源作为标志物,以网络摄像机作为采集设备,通过无线传输图像信息,利用计算机搭载基于HSV的快速模板匹配和基于颜色追踪(cvCamShift)的几何匹配算法获取目标的挠度时程信息,进而实现对桥梁挠度的非接触识别。通过在人行桥模型上进行四种工况的振动试验以及现场实桥测试,以此验证系统的可行性。研究结果表明:在模型试验中,系统识别得到的时域和频域信息与激光位移传感器对比的误差都小于0.6%,在雾气干扰下识别的误差仍可小于0.7%;实桥测试下,系统的识别结果与桥梁挠度仪对比的误差小于1.9%。由此表明系统鲁棒性强且经济性好,具备广泛的应用前景。