桥梁检测与监测技术的开发与应用

利用桥梁检测与检测技术 ,可以及时掌握桥梁结构的运营状态 ,为桥梁维修与改造计划提供科学依据。通过综合论述目前桥梁检测主要方法、内容及长期监测技术的开发与应用 ,为桥梁工程师与检测工程师提供参考信息     

基于数据挖掘技术的桥梁结构健康状态检测

针对当前桥梁结构健康状态检测模型存在的检测误差大、检测效率差等难题,以改善桥梁结构健康状态检测结果为目标,设计了基于数据挖掘技术的桥梁结构健康状态检测模型。首先,采用无线传感器网络对桥梁结构健康状态数据进行采集,并采用核主成分分析对桥梁结构健康数据处理,去除桥梁结构健康数据的冗余特征,减少桥梁结构健康状态检测特征规模;然后,采用支持向量机对桥梁结构健康数据进行学习,并引入粒子群优化算法确定的桥梁结构健康状态检测模型的参数,建立最优的桥梁结构健康状态检测模型;最后,在Matlab2017平台上对桥梁结构健康模型的有效性和优越性进行测试。结果表明:本文模型获得了较高精度的桥梁结构健康状态检测结果,桥梁结构健康建模时间减少,提高了桥梁结构健康状态检测效率,而且桥梁结构健康状态检测整体性能要明显优于当前其他的桥梁结构健康检测模型,为桥梁结构健康研究提供了一种有效的工具。     

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.     

钢管混凝土拱桥上部结构综合评价方法

为了合理地确定钢管混凝土拱桥上部结构的养护、维修加固方案,考虑钢管混凝土拱桥上部结构的结构特点对其缺损状态综合评价方法进行研究.通过建立缺损钢管混凝土拱桥上部结构多层次评估模型,研究模型中各元素的建议初始权重;构造正态关联函数计算确定无下属层元素评价指标与相应各评价等级的关联度,并考虑指标层及以下层各元素的缺损状态进行权重修正计算;同时与《公路桥涵养护规范》统一,采用关联度及部件评定标度共同表征桥梁的缺损状态.提出针对钢管混凝土拱桥上部结构的评价指标体系和成套评估方法.提出方法能较准确地评价钢管混凝土拱桥技术状态,为桥梁养护、决策提供科学依据.     

桥梁裂痕检测与识别方法

桥梁裂痕图像检测过程中,采集的桥梁裂痕图像容易出现模糊,且桥梁裂痕本身具有裂痕特征不明显、杂质干扰大等特点,为了达到对桥梁裂痕准确、快速检测的目的,提出了一种桥梁混凝土结构裂痕病害的自动检测识别方法.首先对采集到的桥梁裂痕图像进行去模糊处理,在此基础上利用非负特征提取桥梁裂痕目标信息,然后利用方差特征去除特征结果图中的伪特征,并使用特征图像中目标特征象素的圆投影特征来增强目标裂痕信息,同时进一步去除虚假特征.分别对不同的桥梁裂痕图像进行了多种不同类型的处理实验,包括裂痕图像去模糊前后的目标裂缝检测结果对比实验,特征图像的方差特征去噪实验,以及圆投影进行特征目标特征增强同时进一步去噪的实验.结果表明,该方法对桥梁裂痕的提取与检测有效,有一定的实际意义.     

基于FBG传感器的结构健康监测体系及其应用

简述了现在日本利用结构健康监测的数据进行结构性能评价的方法以及实测数据处理分析技术的现状,介绍了一种针对大跨度抗弯结构的分布式监测系统的构筑方法,并将该方法应用于桥梁结构健康检测和监测系统。该方法基于笔者参与开发的长标距光纤布拉格光栅(FBG)传感器建立的分布式传感系统,结合使用监测数据分析软件SforD,通过测量应变实现结构的健康监测,监测桥梁的应变分布情况、沿长度方向的桥梁挠度分布、结构振动特性(如振动频率和振型)、荷载、桥梁损伤探测等信息。应用案例表明,监测系统提供的实测结果与理论分析结果吻合良好。本文可为智慧城市及智能结构的建设提供多功能的结构健康监测和检测方面的解决方案。     

基于多源信息融合的变压器检测与评估技术

传统电力变压器状态检测大多针对单类传感器获得的数据进行处理,忽视了不同传感器之间的潜在联系,导致误判时常发生。为了避免信息孤岛,高效利用多源信息,根据多源信息的差异和互补性,将不同来源、不同模式的多类传感器信息进行多级别、多方面、多层次的信息检测,以获得电力变压器故障状态和特征估计,进而实现被测电力变压器故障态势的精确描述。首先,设计了多维状态参量的带通滤波器、能级放大及脉络检波等信息处理电路,有效提高了传感信息精确度。其次,建立基于信息融合的变压器健康状态评估模型,提高了系统整体的在线检测水平和故障诊断能力。最后,利用多源信息融合模型,验证了该方案的可行性和优越性。     

基于检测的连续刚构桥病害分析及承载能力验算

为了解某预应力混凝土连续刚构桥的工作状况,对该桥在现役状态下承载力检测评定开展研究:系统分析了全桥构件外观缺陷、材质状况与状态参数等检查评定,根据检查结果按照《公路桥梁技术状况评定标准》进行技术状况等级评定;并根据相关规范和检测数据计算出主桥承载能力验算的相关参数,同时在考虑外观病害、材质缺损状况及桥梁变形的影响下,利用有限元软件MIDAS/Civil对桥梁结构承载能力进行检算评估.根据检测结果和计算分析表明:该桥在现役状态下承载能力和正常使用性能满足设计荷载等级要求,但主要构件存在裂缝、剥落、露筋、蜂窝和麻面等病害,对结构承载能力有较大影响,建议后期应及时采取防治措施,并加强巡查和养护.     

基于静载试验的桥梁结构性能检测分析与研究

桥梁静载试验是检测桥梁结构工作状态最直接、最有效的方法和手段.以实际工程为依托,通过变换试验车辆在桥面纵向位置以保证荷载效率在规定的范围内,挠度测点布置在具有代表性的梁底跨中截面处,选取反映桥梁设计的最不利受力状态,对公路桥梁进行上部结构静载试验,根据实测数据,对桥梁结构的技术状况、使用条件和承载能力进行评定.通过试验得出:主梁跨中截面竖向刚度、混凝土结构强度能够满足使用要求,个别主梁残余变形相对较大,弹性变形安全储备较低.     

一种结合UKF的疲劳结构剩余寿命预测方法

针对机械系统中疲劳结构的剩余寿命(RUL)预测问题,提出了一种结合无迹卡尔曼滤波算法(UKF)的RUL预测方法.该方法包括疲劳裂纹性能参数评估和RUL预测两个部分.在性能参数评估部分,通过对Paris疲劳裂纹扩展公式进行离散化,建立了参数状态空间评估模型,并利用传感器获得的实时状态信息结合UKF算法对状态空间评估模型中的疲劳性能参数(C和m)以及疲劳裂纹长度表现出的不确定性进行评估,以避免状态信息不完备、工况噪声等不确定因素对结构疲劳寿命预测的影响;在剩余寿命预测部分,利用UKF算法评估得到的参数结果,结合离散化得到的递推裂纹扩展模型,对结构的剩余寿命进行预测.仿真结果表明:提出的方法能够很好地处理疲劳裂纹扩展模型中疲劳性能参数的不确定性,且在剩余寿命预测上,通过与扩展卡尔曼滤波算法(EKF)进行比较分析,发现所提方法能够更准确地预测结构疲劳裂纹的RUL.将离散的Paris疲劳裂纹扩展公式和UKF算法进行结合,能够有效地提高疲劳结构的剩余寿命预测精度.     

吉林省某拱桥检测及加固改造

桥梁检测是了解既有桥梁使用性能及工作现状的重要手段,以检测所得数据为依据,可以对旧桥提出合理的改造加固方案.通过对吉林省通化市某拱桥进行详细的检测,获得了现状数据,掌握了该拱桥的工作状况,并按照远景的使用要求,提出了合理的加固改造方案.     

变截面刚架人行天桥结构计算与稳定性分析

对一座变截面刚架人行天桥在超负荷运营情况下进行了变形、内力分布以及结构的固有自振频率和振型计算，并根据计算结果对天桥结构作了整体稳定性和局部稳定性分析，计算结果与实测结果吻合，可作为该桥质量检测与评价的理论依据，文章对该类天桥的设计也有实际参考价值。     

连续箱梁桥力学性能分析

根据郑州G107线跨机场路钢筋混凝土连续箱梁高架桥的结构特点,采用空间梁单元对其进行有限元离散,建立了该桥梁结构的有限元分析模型,利用大型结构有限元分析程序Super SAP93对连续箱梁桥的力学性能进行了计算和分析,给出了在试验荷载作用下桥梁控制点的位移、内力,经对比桥梁静载试验实测值和有限元计算值,得到了该桥梁结构校验系数小于1的结论,证明了该桥梁结构整体工作性能良好,计算结果可为桥梁检验提供参考.     

芜湖长江大桥公路引桥T梁静载试验与分析

阐述了芜湖长江大桥公路引桥T梁的静载试验,介绍了试验成果,并把理论计算数据和试验观测数据进行了对比,得出有益的结论.     

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。     

基于3A指标的斜拉桥上部结构状态评估

针对桥梁状态评估过程中数据量大、分析困难的问题,根据某斜拉桥的监测数据,采用五度指标评估方法对其上部结构各部件进行分析,提出一种基于权重系数的综合评价指标,用于评估斜拉桥上部结构的整体安全状态。针对现存桥梁评估方法中计算复杂的问题,提出3A指标,包括幅值偏移量、异常度和均值波动。相对于五度指标,新指标的计算更便捷,更方便工程人员进行现场评估。最后,用3A指标对斜拉桥进行评估,并将评估结果与五度指标进行比较分析,发现3A指标的评估结果与五度指标基本一致。     

连霍高速某在役预应力混凝土桥梁结构静载试验分析

介绍了连霍高速河南段某预应力混凝土空心板桥的静载试验过程,试验结果及数据分析表明该试验方法简单有效,能够充分评估梁体的整体抗弯性能,可以为同类桥梁的检测评估工作提供有益借鉴.     

防冲装配式基础

本文论述了防冲刷装配式基础的构造、设计原理和施工程序。它是在双壁钢沉井和钢筋混凝土沉井的基础上发展起来的。通过实例和试验,找到了深水中扩大基础防冲刷原理,解决了施工措施等方面的难题。与其它型式的基础相比,还具有工期短、造价低的优点。是解决桥梁深水基础问题的一种较好的形式。     

高墩连续刚构桥施工控制分析

以门善大桥为例,探讨了高墩预应力混凝土连续刚构桥施工控制,首先建立有限元仿真分析模型,对施工阶段及成桥阶段的挠度、内力及稳定性进行定量分析;其次对施工现场的实测数据与理论计算值进行对比分析,掌握桥梁实际施工状态,确保桥梁施工质量与安全．     

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。