高铁站房健康监测中传感器优化布置研究

高铁站房形式多样,结构复杂,节点众多,其动力及静力特性的获取均有重要意义.本文分别采用基于结构动力性能及静力性能的传感器布置方法,对高铁站房加速度及应变传感器的布置规律进行了研究.针对高铁站房的结构特点,根据杆件位置将其分成主要构件及一般构件,构建位移控制目标函数,采用基于蒙特卡洛法的构件敏感性分析进行应变传感器优化布置,采用有效独立法进行加速度传感器优化布置.结果 表明,对主体结构起到主要支撑作用的竖向构件以及水平构件的根部位置布置应变传感器,结构模态位移较大位置布置加速度传感器,体现了结构的模态特征.研究成果可为高铁站房及其他公共建筑的传感器优化布置提供参考.     

用粒子群算法选择体育馆监测系统中传感器的最优布点

如何合理、有效地确定传感器的位置,是结构健康监测系统正常、高效运行的前提.基于模态能量和粒子群算法进行传感器优化布置研究.首先,讨论了粒子群算法的基本原理和优点;其次,根据结构模态应变能的大小挑选出结构的主要贡献模态,进而确定监测模态阶数;然后,针对不同的传感器类型,基于位移模态定义适用于加速度传感器的适应度函数,基于应变模态定义适用于应变传感器的适应度函数;最后,以西宁市体育馆钢结构为工程背景,采用粒子群算法对其监测系统中加速度传感器和应变传感器分别进行优化布置.结果表明,该方法优化结果稳定可靠且收敛迅速.     

考虑空间结构随机特征并基于重要性系数的传感器优化布置方法

目前的结构传感器优化布置方法主要以模态分析理论为基础,对重要构件损伤的直接监测考虑不足。以结构的易损性理论为基础,研究空间结构的不同小损伤工况对整体结构的影响,根据广义等效刚度的概念计算各杆件的重要性系数,以确定易损路径和重要杆件。在同时考虑实际空间结构参数随机性和荷载随机性的情况下,建立大量随机样本并计算各样本相对应的最易损路径,统计所有最易损路径上的重要杆件,从而确定传感器布设位置。将该方法拓展到随机振动分析中,对于每一动力时程,通过选取适当的计算间隔,提取动力过程中结构的时变响应,从而获得空间结构的动力过程中的重要杆件及动力传感器布置方案。通过算例验证了该传感器布置方法能有效监测空间结构在实际工况中的薄弱环节,及时识别结构的重要损伤。     

基于光纤光栅技术的冲淤深度测量方法

由于冲刷和淤积引起的结构物和航运安全问题,水下泥面的冲淤监测已经成为结构健康监测中的一项重要的任务。本文对基于侧向土压力测量确定水下冲淤深度的方法进行可行性研究。该方法利用以光纤光栅作为传感元件的传感器,正面承受水土压力,背面承受水压力,通过测量正面和背面的压力差可以精确测量侧向土压力;由于水体中水平方向压力只有水压力,土体中水平方向压力由侧向土压力和孔隙水压力组成,因此通过若干只不同深度位置的传感器,计算出冲淤深度。该方法能实现水工结构的冲淤情况实时反馈,为水工结构安全运行提供可靠的数据支持。     

高铁站房屋盖层传感器布置及参数识别研究

高速铁路站房屋盖一般跨度超大,形式多样,荷载复杂,是站房结构健康监测中需要重点关注的楼层.本文主要针对两种常用站房屋盖结构形式:拱型屋盖和桁架型屋盖,进行传感器优化布置研究,给出传感器优化布置准则或一般规律,并对这两类站房屋盖进行参数识别.本文拟采用有效独立法进行站房屋盖层的动力传感器布置,采用蒙特卡洛法进行站房屋盖层的静力传感器布置,分别给出高铁站房拱型屋盖和桁架型屋盖的动力传感器和静力传感器布置规律.系统模态参数识别是结构健康监测的重点,随机子空间法以线性的离散状态空间方程为基本模型,利用输入信号的统计特性完成结构模态参数的识别.本文在有效独立法计算得到的动力传感器布置位置布置动力传感器,采用随机子空间法进行结构参数识别,识别效果较好.     

基于模拟退火法的桥梁监测传感优化布置的MATLAB实现方法

本文利用MATLAB编制了相应的计算程序。以某互通跨线桥作为研究的工程背景,运用有限元软件建立模型,进行了模态分析。针对桥梁模态的频率和振型,进行了主梁的传感器优化布置研究。根据计算程序得出了某互通跨线桥最优的加速度传感器布置位置。     

公路桥梁结构物永久性监测点布置技术探讨

加强和规范公路桥梁结构物质量控制工作,采取科学有效的管理手段和技术措施,通过监测数据科学分析道路桥梁结构物在使用过程中的各种变化。本文详细介绍了道路沉降监测及典型桥梁结构物永久性沉降监测点的布置位置、数量、监控方案要求。     

小生境遗传算法在传感器优化布置中的应用

桥梁结构健康监测系统中,传感器优化布置问题十分重要。采用小生境遗传算法,并结合正交试验设计方法研究了某两跨连续非对称悬索桥主梁位移传感器布点的优化计算。     

基于有效独立法的传感器优化布置

为了研究桥梁结构健康监测中的传感器优化布置问题,对基于Fisher信息矩阵的有效独立法进行研究。首先对有效独立法进行理论推导。然后以一钢桁架结构为算例,使用有效独立法进行传感器布置,并用模态保证准则对传感器布置效果进行评价。最后结果表明：有效独立法布置传感器尽可能多的保留了结构信息,能够良好的反映出结构特性。     

基于荷载敏感性的传感器优化布置方法研究

文中提出了一种基于结构荷载敏感性的传感器布置方法。以柱面壳为具体算例,对分类布置法和综合布置法进行了说明与比较,并通过改变结构高跨比和厚度进行进一步分析。结果表明这两种方法能满足不同传感器布置方案的监测需求,适用于大跨空间结构。     

BOTDR分布式光纤传感器及其在结构健康监测中的应用

分布式光纤传感器与传统的传感器相比具有很大的优越性,已经成为传感器领域的研究热点。其中,基于布里渊散射原理的布里渊光时域反射计(BOTDR)是一个重要的发展方向。本文在介绍了BOTDR的测量原理的基础上,设计了一个钢筋的三点弯试验,由BOTDR检测钢筋的上、下表面的应变分布,通过与有限元计算结果的对比,说明了BOTDR可以比较真实地得到结构物的应变分布,将BOTDR用于结构变形的健康监测是完全可行的。     

基于桥梁健康监测的传感器优化布置研究现状与发展趋势

从传感器监测项目优化、数量优化和位置优化3个方面综述传感器优化布置的研究现状。重点探讨传感器位置优化,系统介绍了基于模态可观测性和基于损伤可识别性的传感器优化布置准则、布置方法和布置评价准则,对比分析各种布置方法之间的脉络关系、技术演变及其优缺点,最后指出传感器优化布置研究存在的几点不足及其技术发展趋势。     

砂土地区多舱管廊结构抗震反应分析

地下综合管廊是城市生命线工程建设中一种现代化先进建设模式,发展地下综合管廊已成为现代城市可持续发展的重要方向。利用反应加速度法和反应位移法,基于有限元计算方法对砂土地区多舱管廊结构进行横向抗震计算,分析了在2种方法下多舱管廊的地震动力响应特征,比较了2种方法在相同工况下的适用性。分析结果表明,在多舱管廊结构抗震分析中2种方法具有不同的计算精度;多舱管廊结构的危险位置为结构内部左侧中柱与结构底板左侧;反应加速度法在砂土地区多舱管廊结构抗震中适用性更好。     

高层建筑结构平移施工全过程实时监测分析

为了保证常州红星大厦平移施工过程的安全和评价平移就位后结构的性能,对该建筑物平移施工全过程进行了实时监测。分别在结构顶层和层1布置了加速度传感器以监测结构的振动响应,在柱根部、上托架梁底部和下轨道梁顶部等关键部位布置了应变传感器以监测结构的应变。监测结果表明:首次启动和顶推机构失效会引起较大的结构振动,正常平移过程中结构的振动与普通结构在环境激励下的振动相当;平移施工过程在上部结构中引起的附加应变可以忽略不计,在轨道中引起的应变较大,设计时需要引起重视。实时监测数据为结构平移施工过程提供技术支撑,监测结果可为以后的平移工程设计和施工提供参考。     

地震多发地区基坑施工监测系统

通过在地下埋入传感器来接收土体(或结构)地震反应的信息(三维振动加速度)。采集的信息通过计算机同步显示、分析和存储并可实时进行测点三维振动位移的计算,同时保证在最重要的时候对基坑的稳定性进行数据统计,有利于在地震频发的时间段对基坑安全稳定性进行监测。     

基于改进遗传算法的高层建筑结构传感器优化布置

为了解决高层建筑结构抗震控制监测系统中的传感器优化布置问题,提出一种基于改进自适应遗传算法的传感器优化布置方法。以模态置信度准则的最大非对角元值极小化来构造适应度函数,对布点位置进行优化。并利用ANSYS 14.0建立有限元模型,施加相应约束对模型进行模态分析,算例结果表明该改进遗传算法对数目与位置实现了优化,得到了满足不同精度要求的传感器优化配置方案。     

地下结构简化抗震设计方法在综合管廊中的对比研究

反应加速度法与反应位移法是2种规范推荐的地下结构简化抗震设计方法。详细阐述2种方法的核心思想与优缺点。以上海市临港综合区浩通路综合管廊结构为例,以土-结构动力时程法为基准,采用大型通用有限元软件ABAQUS进行建模,具体对比2种方法在上海市7度设防条件下的计算效果。研究表明,相对于反应位移法,反应加速度法的计算过程更为简便,计算结果更为精确。推荐工程设计人员在综合管廊结构抗震设计中选用反应加速度法。     

一种阵列式传感器数据融合方法的研究

提出了一种基于支持度和自适应加权的阵列式传感器数据融合方法。其特点是通过关联融合多组测量信号序列以降低静态数据的随机测量误差。对单传感器测量信号序列,采用支持度方法计算每个测量数据的综合支持度和加权因子,然后对测量信号序列进行加权融合。对阵列式传感器多组测量信号序列,基于单传感器数据融合,利用自适应加权方法,在总均方误差最小意义下进行多组测量信号序列数据融合。仿真结果表明,该阵列式传感器数据融合方法是有效的。     

带有液体粘滞阻尼器的超高层建筑抗风设计及风振响应分析

超高层建筑遮挡物较少,在风荷载作用下,结构顶部强烈的风振加速度会引起人的不适。通过在超高层结构合理布置液体粘滞阻尼器增加结构阻尼比,从而有效控制结构风振响应,达到减振目的。以珠海某超高层工程实例为背景,采用风洞试验计算脉动风荷载时程,在最不利风向角风荷载时程作用下,对比分析了阻尼器不同楼层布置位置、不同平面布置位置、不同阻尼弹簧刚度及不同阻尼参数下的减振效果,选出最合理阻尼器布置方式,结构顶层风振加速度得到有效控制,减振效果明显。     

陆上风机结构整体振动特性现场监测与分析

文中以某陆上风机结构为研究对象进行现场监测,基于SCADA数据分析了风机的运行状态,并总结归纳风机在不同工况状态下各参数指标的变化规律.依据布置在风机塔筒上的加速度传感器所采集的振动数据进行模态参数识别和振动特性分析.结果表明风机结构的数值模型能够准确地计算得到风机整体振动的各阶频率,可用于塔筒的共振校验分析.并且风机...