大跨桥梁索塔环境振动测点布置研究

本文探讨了大跨桥梁索塔有限元模型在传感器振动测点布置方面的应用,首先对索塔有限元模型进行模态分析,采用以MAC矩阵的非对角元素为目标函数,通过增加或减少测点自由度使MAC矩阵的非对角元素趋于最小来确定索塔环境振动测点位置的最优布置。然后,运用试验室斜拉桥缩尺模型索塔不同布点方案的测试结果来验证索塔振动测点布置的有效性。研究结果表明：由缩尺模型桥的索塔不同布点方案测得的试验数据得出的测点布置和有限元计算得出的测点布置结果是一致的,因此,从模型试验的角度验证了根据有限元分析结果得出的索塔环境振动测点布置是有效的。     

基于重要风险源的深基坑监测测点优化布置

根据风险评估理论,重点讨论风险评估与测点优化之间的关系,提出了基于重要风险源的测点优化布置方法,结合近年笔者参与的30多项基坑监测工程的现场经验和数据分析,详细论述了测点优化布置方法在基坑监测工程中的实用性和有效性,总结出其布置的相关准则,对实际工程有一定的指导意义.     

建筑工程中深基坑监测测点布置及优化方法分析

建筑地下工程能够解决城市空间不足、交通拥挤等问题,具有较大的开发和应用价值,但是地下工程对于施工技术要求较高,并且由于前期投资大、施工周期长、影响因素多等原因,导致地下工程施工存在较多的安全隐患。深基坑施工作为地下工程的重要组成部分,其质量安全直接关系到整个建筑的使用性能,因此必须强化施工监督,通过引入风险评估机制和基坑监测措施,能够及时发现深基坑施工中存在的质量问题,进而确保地下工程的施工安全。     

深基坑监测测点布置及优化方法研究

概述了风险评估理论,重点讨论风险评估与测点优化之间的关系,提出了基于重要风险源的测点优化布置方法,结合基坑监测工程现场经验和数据分析,详细论述了基于重要风险源的测点优化布置方法在基坑监测工程中的实用性和有效性,总结出基坑工程监测测点优化布置的相关准则,对实际工程有一定的指导意义。     

润扬大桥结构健康监测系统传感器测点布置

润扬长江公路大桥作为我国建桥史上规模空前的特大型桥梁 ,对其建设和运营期间的健康监测、诊断以及各种灾害影响下的损伤预测和损伤评估 ,具有重要的现实意义 ,这也是润扬大桥设置结构安全健康监测系统的主要目的。作为该系统所要解决的最关键问题之一 ,就是合理解决传感器测点的最优布置。基于这一考虑 ,详细介绍了以有限元模型分析结果和基于广义遗传算法的主梁传感器测点优化布置为主要理论依据 ,最终形成的润扬大桥结构安全健康监测系统的传感器测点布置。     

浅谈公路隧道监测项目选择与测点布置

本文通过在杭千高速隧道群监测的实践,对隧道监测项目的选择和测点布置问题进行了详细阐述,提出了在不同监测目的下选择合适的监测项目和合理的测点布置,可以起到事半功倍的效果,以供隧道监测工作者参考。     

基于MAC准则的模拟退火算法传感器优化布置研究

基于模态置信度MAC准则,通过建立优化约束条件及目标函数,构建完整的优化数学模型,引入模拟退火算法的抽样和退火过程,使系统能量逐渐降低并达到新的平衡点,如此反复获得模型最优解,基此建立传感器优化配置法。通过某拱塔斜拉桥主梁加速度传感器优化布置工程的实例分析,证明基于MAC准则的模拟退火算法在求解传感器优化布置上,具有优良的并行性和搜索全局的功能。     

桥梁健康监测之传感器优化布置

讨论了以桥梁健康监测为目标的传感器优化配置问题,以模态置信度MAC矩阵最大非对角元为目标函数,提出基于模拟退火算法对传感器的配置进行组合优化,并给出算法中各种参数的选取原则和具体的操作步骤,算例表明,该方法应用于桥梁健康监测系统的传感器优化配置是切实可行的。     

基于自适应动态惩罚遗传算法的桥梁监测无线测点优化研究

针对桥梁监测的无线测点优化布置问题,提出一种基于自适应动态惩罚函数的改进广义遗传算法。首先针对无线传感器数量固定和通信距离有限的典型特征将桥梁监测无线测点优化布置表达为约束优化问题,无线传感器的数量和极限传输距离作为优化问题的约束;其次构建了一种能够根据解的偏离程度和种群中高适应度个体数量自动调整惩罚力度的自适应动态惩罚函数;然后采用精英保存机制和末位淘汰策略对基于二重结构编码的广义遗传算法进行了改进;最后利用一大跨悬索桥对该方法进行了验证,并进一步讨论了自适应动态惩罚函数对解的有效性和收敛速度的影响。结果表明:提出的自适应动态惩罚函数能够根据种群的特征自动改变惩罚尺度,保证无线传感器之间的距离小于极限通信距离,同时将无线数据传输距离对桥梁监测信息获取的影响降到最低;改进的广义遗传算法具有很强的全局快速寻优能力,能够快速搜索到全局最优解,优化结果不仅能够满足无线传感网络数据传输距离的要求,还能最大化无线测点的信息获取能力。     

空间钢结构施工过程监测关键参数及测点布置研究

针对施工过程中监测关键参数的选择方法与测点布置原则进行研究。根据施工过程是否有动力效应,将监测类型分为静力监测和动力监测两种。基于静力平衡方程求解和结构施工系统稳定问题,提出静力监测关键参数应包括最大应力、最大变形、变化率最大的应力和变形、变化最大支座反力、失效模式特征参数、温度和风荷载;基于结构动力失稳和动力强度破坏模式,提出动力监测关键参数应包括最大振动加速度、振动频率、结构最大位移、构件最大应力、特征动力变形以及结构运动速度。根据施工过程结构和系统的数值分析以及施工过程结构的运动过程模拟结果,提出静力测点和动力测点应分布在失效模式最不利的位置,进而根据实际施工过程监测经验以及监测参数的性质,提出应将构件分为轴力构件和弯曲构件分别布置应变测点,变形测点应布置在节点处或构件中部。以"生命之环"钢结构工程施工过程监测为例进行对比分析,监测值与理论值吻合较好,验证了本文方法的有效性。     

基于等级划分狼群算法的三维传感器优化布置方法研究

为解决传感器优化布置中的信息冗余问题,提出了一种信息冗余度函数,将其与三维模态置信准则(TMAC)相结合,建立了一种既能保证模态振型可观性又能保证模态振型可区分性的传感器三维模态置信准则。为提高算法的求解效率,提出了一种等级划分狼群算法,采用双重编码的方式,克服了原狼群算法只能求解连续变量优化的问题;通过人工均匀法进行狼群数据的初始化,以保证初始数据的均匀性;并采用等级划分方法,避免群体内狼个体与头狼等级相似,增加狼群的多样性,提高算法的搜索效率。以一个桥梁基准模型为数值算例,进行参数敏感性分析以及三维传感器优化布置方案的选择。结果表明:等级划分狼群算法的搜索能力较原狼群算法有了大幅提高,能较好地解决传感器优化布置问题。     

基于桥梁健康监测的振动传感器

提出一种基于桥梁监测的光纤光栅振动传感器的设计方法。监测系统是基于测量压力啁啾的光纤布拉格光栅(FBG)反射带宽和反射光功率达到实时监控的目的。该传感器是由单根FBG组成,为了模拟真实桥梁振动情况,使用简支梁模拟桥梁。将单根FBG斜向粘贴在简支梁侧面上进行模拟试验,梁的上表面中间粘贴偏心轮来产生振动。振动将作用到简支梁上造成梁弯曲。梁弯曲时,在不同厚度层上产生呈梯度分布的应变,进而引起FBG的啁啾效应,造成FBG带宽发生变化。试验结果将电阻应变片和基于FBG的振动传感器进行对比。由于FBG对反射带宽和光功率温度不敏感,传感测量完全避开了温度的交叉敏感效应。该传感器可以广泛应用于桥梁的健康监测中,具有实时性及成本低等优点。     

基于灵敏性分析的测点优化方法

工程监测项目中常遵循根据荷载与结构响应监测值进行力学参数反演分析的思路。基于这一思路,在测点布置中就应对提高分析结果的可靠性予以考虑。本文在对参数反演精度理论公式进行分析的基础上指出选择对参数变化敏感的位置布置测点可有效避免分析中误差的影响,提出了相应的测点优化步骤以及优化方法,构造了相应的目标函数并编制了程序,以润扬大桥北锚地基基础的测点优化为例作了分析,结果表明该方法是合理有效的。     

润扬大桥结构健康监测策略研究

桥梁结构健康监测与安全评估系统是桥梁结构养护决策系统的支撑条件之一,是保证大跨桥梁正常安全运营的重要手段.文章对建立大跨桥梁结构健康监测系统的关键问题--大跨桥梁结构健康监测策略进行了分析研究,重点讨论了桥梁结构健康监测项目的选择依据以及传感器优化布设的原则与依据,提出了润扬大桥结构安全健康监测系统的传感器测点布置.     

环境激励振动模态分析在桥梁结构检测与健康监测中的应用

文中对试验模态分析(EMA),特别是基于环境激励的振动模态分析(AMA)的进展,及其在桥梁结构检测和健康监测的应用进行了综合评述.主要内容包括结构动力学特性在桥梁结构检测和健康监测中的作用,传统试验模态分析和环境激励模态分析的进展,以及环境激励模态分析在桥梁结构检测与健康监测应用实例.     

南仓编组站斜拉桥结构健康监测系统设计

针对天津南仓编组站斜拉桥大跨径异型独塔斜拉的结构特点,建立了桥梁结构健康监测系统。通过对大跨径异型独塔斜拉桥的桥址环境、结构变形、拉索索力、结构应力、动力特性等进行监测,进而进行桥梁结构状态评估。     

结构健康监测中基于多重优化策略的传感器布置方法

如何在满足测试要求的前提下确定所需传感器的数目并优化其布设位置,已成为结构健康监测中亟待解决的问题。提出一种基于多重优化策略的传感器分步布设方法,首先以模态向量矩阵列主元正交三角分解得到传感器的初始布设位置;然后以模态置信度矩阵的最大非对角元为目标函数,采用逐步累积法,逐步增加可降低此初始布置模态置信度矩阵非对角元的传感器测点,并考虑非对角元均值的变化幅度,确定所需传感器的数量;最后通过基于二重结构编码的广义遗传算法优化传感器的布设位置。以600m高的广州新电视塔为例,分析了传感器优化布置方案,发现对于刚度有突变的结构（如电视塔的塔身和天线）,应对两者分开考虑传感器的布设。     

高层建筑传感器的优化布置

文章对高层建筑传感器的优化布置方法进行研究。研究了一种基于列主元QR分解的逐步累积法的传感器配置方法,此方法采用模态置信度准则;最后以一个高层建筑为实例,验证此方法的实用性。     

平面桁架结构测点优化布置方法的研究

对传感器的优化布置进行了研究,从公式上推导了有效独立法和运动能量法,介绍了最小均方差的优化效果评价准则.然后以一平面桁架结构为算例,使用该两种优化方法进行传感器布置,并用评价准则对其布置效果进行比较.结果表明,使用有效独立法优于运动能量法,能更好的反映原结构特性.     

黄河口模型试验厅钢屋架健康监测系统研究

介绍了黄河口模型试验厅钢屋架结构健康监测系统研究的主要成果,综合评述了该钢屋架工程健康监测的主要进展和关键问题,主要内容包括:构成系统的各个主要子系统、监测项目的确定和布点策略、监测仪器的选择、数据的采集、数据的传输和处理、结构损伤状态识别等。