中小型桥梁广域健康监测系统的研究

我国是桥梁大国,由于结构老化、运营管理以及建设质量等问题,近年来全国各地相继出现桥梁垮塌事故,造成了严重的人员伤亡和巨大的财产损失。为了保证既有桥梁的安全运营和尽可能延长其安全使用年限,对既有桥梁进行实时健康监测是非常必要的。由于桥梁健康监测系统投资、运营费用巨大和监测技术的不成熟,除少数特大型桥梁安装了监测系统9,9%以上的大、中、小跨径的桥梁都处于监测系统覆盖的盲区。文章主要探讨中小型桥梁健康监测系统的现状及近年来的进展,提出了一种基于智能传感器的中小型桥梁广域健康监测系统结构。     

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。     

混凝土梁桥承载力试验研究

为了进行桥梁荷载试验的研究,本文以北京市某混凝土梁桥为例,从工程实例的角度进行了桥梁荷载试验设计和桥梁荷载试验数据分析的研究。本次桥梁荷载试验从T梁承载力性能、横向联系性能、桥面板局部承载力性能、盖梁承载力性能、桥台承载力性能等5方面对该桥的承载力状况和安全运营状况进行了检核和评估。试验结果表明：该桥的各项试验指标均处于正常的范围之内,桥梁现状可满足正常使用和安全运营的要求,但考虑到桥梁局部存在的损伤,建议根据损伤的特点和分布进行相应的处理。本文试验的思路、方法可供类似桥梁的评估工作所参考。     

某钢桁架桥静载试验研究

某港口桁架桥为新建钢结构,为保证桥梁投人运营后的长期安全,对该桥进行了检测鉴定和评估工作,用以评定桥梁的实际工作状态以及桥梁的承载性能是否符合设计.检测工作采用现场静载试验与有限元建模计算分析相结合.本文对静载试验加载方案进行了设计,包括荷载工况和测点布置,然后进行了试验荷载下的桥梁结构有限元建模计算,得到了此次静载试验的校验系数,在此基础上对静载测试结果进行了理论分析.     

基于健康监测的钢-混组合梁桥疲劳安全评估

为研究钢-混组合梁桥运营期间疲劳安全性能,基于山东枣木高速公路某钢箱组合梁桥健康监测系统,开展钢-混组合梁桥疲劳评估研究。根据动态称重系统（WIM）和动应变监测系统获取交通荷载信息和钢主梁受拉翼缘应力历程曲线,利用有限元软件平台进行车流模拟加载确定栓钉细节疲劳应力谱,采用疲劳累积损伤理论和断裂力学理论分别对钢-混组合梁桥疲劳敏感细节进行疲劳安全评估。研究结果表明,采用健康监测数据能够快速、高效地对钢-混组合梁桥进行疲劳安全评估,栓钉细节疲劳损伤显著大于钢主梁受拉翼缘;当前交通荷载作用下结构疲劳性能够满足设计需求,在运维期间应重点关注交通荷载变化和结构检测结果,定期开展钢-混组合梁桥疲劳安全评估工作。     

梁式桥桥型方案比选分析

大型桥梁在方案设计阶段的失误将造成巨大损失,这种损失在随后的详细设计阶段和施工阶段以及运营阶段都是难以弥补的。因此,有必要对桥梁方案设计的原则进行探讨。提出经济跨径的概念,不仅揭示了多跨桥梁孔跨布置的经济性原则,而且还可以清楚地说明世界桥梁界面临的两大挑战即桥梁大跨度技术与深水基础技术之间的关系。通过对简支梁桥与等截面连续梁桥,连续梁桥与连续刚构桥方案的适用性进行比较,探讨了梁式桥方案设计应遵循的基本原则,还论述了悬臂梁桥与T形刚构桥两种梁式桥被淘汰的原因。     

中小跨径梁桥静载试验及分析

中小跨径梁桥在国内较多,大多运营时间较长,桥体有不同程度的损伤,对梁体进行检测工作常用到静载试验,以牙克石市某箱梁中桥为例,从试验方案、试验原则、试验加载安全监测、加载方式等方面进行分析,为验证该桥达到设计及使用要求与否,不仅对该桥进行了现场试验,同时还建立该桥的有限元分析模型,并进行了对比分析,结果表明:桥梁实测变形值接近有限元计算结果,相对残余变形较小,大部分测点的挠度实测值小于理论计算值,大部分测点的效验系数在0.43~0.56之间,因此可以判断结构处于弹性工作状态。     

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.     

地震易损性在桥梁健康监测系统中的应用

针对一新建钢箱梁系杆拱桥,采用Midas软件建立其数值模型,并进行了地震响应分析。通过对结构在不同地震作用下的响应分析其地震易损性,利用IDA(增量动力分析)方法分析建立地震易损性曲线。基于该易损性曲线对桥梁健康监测系统中的传感器位置进行了优化,进而提高桥梁健康监测系统的整体性能。     

在役部分斜拉桥健康监测系统设计与实现

通过采用Midas Civil&FEA软件对某在役双幅部分斜拉桥进行建模计算,根据动静力计算分析结果,确定监测关键截面和测点,并对传感器布设进行优化,对数据传输、预警设置及系统集成进行了整体设计.通过专为大桥健康监测系统开发的智慧监测云网平台统一管理和处理监测数据,形成了一个完整的健康监测系统.然后对系统一年来的运行情...     

Damage alarming of long-span suspension bridge based on GPS-RTK monitoring

Structure damage identification and alarming of long-span bridge were conducted with three-dimensional dynamic displacement data collected by GPS subsystem of health monitoring system on Runyang Suspension Bridge.First,the effects of temperature on the main girder spatial position coordinates were analyzed from the transverse,longitudinal and vertical directions of bridge,and the correlation regression models were built between temperature and the position coordinates of main girder in the longitudinal and vertical directions;then the alarming indices of coordinate residuals were conducted,and the mean-value control chart was applied to making statistical pattern identification for abnormal changes of girder dynamic coordinates;and finally,the structural damage alarming method of main girder was established.Analysis results show that temperature has remarkable correlation with position coordinates in the longitudinal and vertical directions of bridge,and has weak correlation with the transverse coordinates.The 3%abnormal change of the longitudinal coordinates and 5%abnormal change of the vertical ones caused by structural damage are respectively identified by the mean-value control chart method based on GPS dynamic monitoring data and hence the structural abnormalities state identification and damage alarming for main girder of long-span suspension bridge can be realized in multiple directions.     

Engineering approach to in-situ bridge health monitoring with fiber bragg gratings

It is well known that transportation is the economiclifeline of a country and bridges are the throat of com-munication.At present,there are about5000thou-sands of main highways in China,among which overone third are structurally defective,more or less dam-aged and potentially threatened by functional degrada-tion.Some of the key bridges need to be monitored,e-valuated and maintained,repaired or reinforced.Largeand important bridges are always designed to work formany decades or even longer.Ac…     

福建省某高速公路匝道桥梁体顶升有限元程序分析

应用有限元分析软件ANSYS建立了桥梁结构的有限元模型,模拟梁体顶升施工过程中箱梁本身及墩体的受力变形情况,对梁体顶升施工现场尺度的把握提供指导,增强了监测的目的性。     

基于APDL的桥式起重机主梁快速优化设计

应用ANSYS的参数化设计语言APDL,对桥式起重机主梁进行了优化设计专用模块的开发,实现对起重机主梁快速优化设计。通过获取主梁最佳结构参数,不仅完成主梁结构的轻量化,降低生产成本,极大提高设计分析效率,为快速的对桥式起重机进行优化设计提供了一个有效的途径和方法。     

高墩梁桥的地震反应分析

高桥墩在地震作用下的反应非常特殊,且破坏后修复困难,造价高,目前梁桥还是云南省各公路线上的的主桥型,本文针对梁桥编制了地震反应分析程序,并通过计算分析和比较,提出了在地震多发的山高墩梁桥的减震设计方法。     

波形钢腹板PC组合箱梁试验全过程分析

通过大尺寸波形钢腹板PC组合箱型梁试验梁的构造设计、制作工艺和试验方法的研究，提出了构造设计和结构制作中应注意的若干问题，分析了荷载作用下波形钢腹板PC组合箱梁的截面应变、变形和裂缝发展规律，为波形钢腹板PC组合箱梁桥的设计、施工和试验提供了理论依据。     

英屿沟Ⅱ号天桥的设计

为推广预应力混凝土箱梁结构在桥梁方面的应用研究,结合英屿沟Ⅱ号天桥实例,介绍了该组合结构在桥梁方面具体应用的设计思路,介绍了英屿沟Ⅱ号天桥波形钢腹板PC组合箱梁桥主梁结构、预应力体系、波形钢腹板、连接件、防腐、施工流程等的设计,为波形钢腹板PC组合箱梁结构应用于桥梁工程提供了设计经验.     

单斜塔混合梁斜拉桥计算分析与试验

为了解桥跨结构的实际承载能力,研究其在使用荷载下的静、动力性能,针对—（112＋48）m单斜塔双索面混合主梁斜拉桥进行结构受力分析,并进行成桥的静载与动载试验。采用专用程序建立全桥的有限元模型,分析设计荷载下的桥跨结构的荷载效应及其分布。根据桥跨结构的受力特性,针对主跨钢箱梁及边跨混凝土梁以及塔的最不利弯矩截面进行静载试验,测试对应梁体、塔的应力以及梁体、塔顶的位移,并进行斜拉索的索力测试。静载试验结果表明,桥跨结构实际受力状况与计算模式相符较好;静载下主跨钢箱梁,边跨混凝土梁及塔的实测应力相对较低;静载下几何位移基本小于计算值,说明实际桥跨结构具有良好的结构强度与刚度。同时采用脉动法进行自振特性测试,并进行行车、跳车激振试验,动力试验表明桥跨结构动力特性良好。     

郑州某悬臂施工连续梁桥预应力优化简

以郑州某跨南水北调桥梁为工程背景,基于最小弯曲能量法对原设计中的预应力钢束进行优化,并利用通用有限元软件对该桥重新建立三维模型,通过与原设计方案模型的位移、应力等数值进行对比和分析,得出较优解,使得结构在受力性能上更加良好,且钢束的合理优化使钢绞线用量降低,从而降低工程结构的造价,同时为桥梁的优化设计提供参考.