我国公路桥梁养护管理系统发展及展望

为促进我国公路桥梁管养智慧化转型,提高管养效率,综述了我国公路桥梁养护管理系统的研究历程与发展趋势。围绕桥梁养护管理系统发展的3个阶段：无纸信息化的桥梁数据库信息管理阶段,改善状态评估与决策方法的桥梁技术状态评估及维护决策阶段,融合可视化、巡检终端及健康监测系统等手段的桥梁高效化管理阶段,总结各阶段系统功能模块与特点、主要解决的问题及存在的弊端;结合当前桥梁智慧管养方面的研究热点,探讨与展望了以减少人为干预、实现经济高效养护为目标的公路桥梁智慧养护管理系统发展方向。结果表明：当代公路桥梁养护管理系统已基本满足桥梁管养部门的精细化管理需求,但仍存在智慧化程度不足、资源配置合理化欠缺等问题,而融合了智慧感知、智慧判别与决策、多源信息融合手段的桥梁智慧管养系统,将通过多种智能技术感知桥梁多源信息,采用大数据分析与挖掘方法评估桥梁状态,指导管理者实现经济高效的管养决策,达到公路桥梁智慧化养护目的。     

基于MAS的大型智能桥梁健康监测系统开发与应用

在分析桥梁健康监测系统功能和特点的基础上,针对现有桥梁健康监测系统监测、诊断与评估、控制与维护管理等功能模块间缺乏足够信息交流和协作以及现有监测系统智能化程度不高的问题,在桥梁健康监测引入多智能体进行了研究,提出了基于多智能体的智能桥梁健康监测系统模型,设计了基于多智能体的智能桥梁健康监测系统软件体系结构,并介绍了基于多智能体技术构建的监测、诊断与评估、控制与维护管理集成的智能桥梁健康监测系统的实现。应用结果表明,基于多智能体的智能桥梁健康监测系统能有效改善监测、诊断与评估、控制与维护管理之间的隔离状况,提高系统的综合性能。     

东海大桥桥梁结构健康监测系统研究与设计

介绍了东海大桥的健康监测系统。围绕东海大桥管理养护的需求,研究设计了桥梁结构健康监测系统的总体构成,各子系统的构成及实现方法,确定了监测内容和布点原则,设计了桥梁结构状态识别与评估的方法与策略等。     

湛江海湾大桥健康状态评估体系设计

该文介绍了湛江海湾大桥健康监测系统中评估体系的设计方法。紧密围绕湛江海湾大桥养护管理的需求,提出了以实时监测、定期监测及人工检查相结合的监测手段,应用层次分析法及模糊推理法等,给出了各种数据处理、评估的方法及内容。对数据信息管理系统进行架构设计,提出桥梁健康状态评估系统的应用方式。扩展并完善了健康监测的概念,为以后我国类似大跨度桥梁的现代化养护管理信息系统的建立提供了借鉴。     

基于健康监测系统的东海大桥桥梁结构养护管理体系的构健

根据东海大桥的实际情况,构建了基于健康监测系统的桥梁结构养护管理体系,提出了预测式、评估式大桥养护管理策略。以实时监测、定期监测及人工检查相结合的方法,设计了桥梁结构健康监测系统的总体架构,对各子系统的构成及实现方法进行了较为详细的论述。对桥梁数据信息管理系统进行了功能设计,提出桥梁健康状态监测系统的应用方式,扩展并完善了桥梁健康监测的概念。     

结构健康监测系统与巡检养护管理系统在青岛海湾大桥上的一体化设计

正在中国山东省建设的青岛海湾大桥包含一座双塔双柱钢箱梁斜拉桥、一座独塔双柱钢箱梁斜拉桥和一座独塔自锚式钢箱梁悬索桥,主线全长28.880 km.对于这样庞大而复杂的大型桥梁结构体系,传统的桥梁巡检养护方法难以精确有效地检测和识别大桥内各构件的结构健康变化状况.随着现代传感、网络通讯、信号分析与处理、数据管理、知识挖掘、结构分析等领域技术的发展和成熟,综合了这些技术的结构健康监测系统实现了指导结构的运营管理,验证设计假设和参数,预警异常荷载响应损伤,评估结构的性能与安全,纠正更新结构设计标准等功能.青岛海湾大桥的运营期结构监测巡检养护管理系统,包含自动化数据采集系统、基于半自动化人工巡检的养护管理系统、构件评级系统和损伤预警状态评估系统,以大桥结构为平台,有机结合结构健康监测系统与巡检养护管理系统,结构健康监测为巡检养护管理提供目标和依据,巡检养护管理给结构健康监测作补充和完善,一体化的设计最大限度地保证大桥安全运营,延长大桥使用寿命.     

桥梁养护管理系统的设计与开发

通过对桥梁养护数据管理、安全状态评估、养护辅助决策分析、信息共享等需求进行分析的基础上,应用Web-GIS技术和基于B/S网络结构技术对桥梁养护管理系统(BMMS)进行了设计,给出了系统结构、功能模块和养护评估模型;应用面向对象的软件开发技术研制了基于区域性管理的桥梁养护管理系统。将所设计的方案和研制的软件应用于江苏省汾灌高速公路桥梁养护的实际工程中,结果表明,桥梁缺损状况的评估结果与江苏高速公路工程养护有限公司技术工程师的评估结果一致,证实了所开发系统(BMMS)的可操作性,并实现了各个职能部门的信息共享和桥梁养护的区域性管理。     

桥梁健康监测技术研究现状及展望

为进一步推进桥梁健康监测技术的发展,保障桥梁运营安全,依据近20年国内外桥梁健康监测（BHM）领域的学术研究现状,总结了BHM在系统及适用性、结构损伤监测算法、监测数据预处理、损伤结构安全预警及数字孪生技术方面取得的最新进展,确定BHM技术目前的研究热点和未来的发展方向。综合分析表明：在BHM系统及适用性方面,研究结构响应参数与健康指标的关联机制,研发长寿命非接触自动采集的智能传感装置,建立针对多源数据采集、传输、存储、分析、评价、预警于一体的自动化、网络化、智能化综合系统是重点研发方向;在结构损伤监测算法方面,设置针对异质场景的不同人工神经网络及修正方法选择建议集,针对多源信息流构建基于数据驱动与模型修正实时交互的多层级耦合智能算法是主要研究热点;在监测数据预处理方面,进一步研发基于深度学习的多源异构数据融合方法,建立复杂环境影响下的损伤结构动态信号提取算法,实现结构监测数据的精准分离是未来研究的热点;在损伤结构安全预警方面,研究重心集中于预警指标和预警体系的建立以及基于可靠度理论与监测数据的常规损伤安全评估,以结构监测数据反映总体力学行为并结合局部损伤的智能检测信息进行服役性能评价是未来的主要发展方向;数字孪生技术在BHM中尚属起步,将数字孪生技术融入多层级复合算法,建立结构多源异构大数据智能融合机制,形成数字联通、实时互动的智能化桥梁运维监测体系是重要发展方向。     

大跨径连续梁桥健康监测技术工作方案探讨

以国内外桥梁健康监测及状态评估理论及技术为基础,结合大跨连续梁桥结构特点和发展需要,分析了桥梁健康监测及状态评估系统的组成、设计,以实桥为例,对大跨径连续梁桥健康监测及状态评估技术工作方案进行了详细的介绍。依次探讨了传感器与数据采集系统、数据预处理与传输系统、数据库管理系统、综合评估决策与自动安全预警智能系统的设计方案,可进一步推动大跨径混凝土健康监测技术的理论研究,该系统的建立可为同类型桥梁的健康监测提供借鉴,对进一步提高公路桥梁的管养水平具有重大意义。     

基于物联网技术的桥梁健康监测与安全预警技术研究

基于物联网技术概念及应用情况,将物联网技术应用于桥梁健康监测与安全预警领域,以提高桥梁安全运营管理的水平和效率。针对桥梁健康监测传感器的选择和优化布设,监测数据的采集与传输,桥梁健康监测系统架构和功能,桥梁安全预警模型研究等方面探讨了应用中涉及的关键问题,为桥梁的安全运营和日常养护管理工作提供科学决策依据。     

大型桥梁与隧道工程健康监测与评估管理系统的研究

论述了大型桥梁与隧道工程健康监测与评估管理系统的开发目的和适用范围、系统的组成、开发的平台、系统的界面等,并以文晖大桥预应力混凝土斜拉桥健康监测与评估管理系统的研究开发为背景,介绍了该系统的主要功能及模块,系统的硬件设备和理论基础。提出和解决了大型复杂桥梁和隧道工程空间静动力分析的基准有限元模型问题。探讨了大跨预应力混凝土桥梁结构收缩徐变、温度等监测随时间的变化和影响,提出了相应的健康监测与评估管理的理论和方法,对大型桥梁和隧道工程健康监测和状态评估管理具有重要的理论意义和工程实用价值。     

基于调频连续波雷达的桥梁微形变监测系统研究

桥梁健康监测是桥梁管理与养护维修的重要内容,其获得的监测指标信息是了解桥梁结构整体使用状态及其损伤状况的重要依据。相对于其他监测手段,基于雷达干涉测量的桥梁微形变监测系统具有无需靠近或进入目标物等优点。然而,由于其技术门槛高,国外所开发雷达微形变监测系统的昂贵价格阻碍其在国内的广泛应用。本文中我们开发了基于调频连续波干涉测量技术的雷达微形变监测系统,实验证明该系统可进行多目标同时监测,且位移监测精度可达0.1 mm。     

BIM技术在桥梁监测中的应用与探索

介绍了BIM技术应用发展概况和在国内外桥梁养护监测技术的研究进展。通过分析桥梁监测的特点,提出了基于BIM的桥梁养护监测设计与应用,并结合实际案例搭建了基于BIM的桥梁监测养护平台。该研究相对于人工监测和传统的养护技术而言,提高养护管理效率和效益,节约成本,在大型重点桥梁管理养护项目上效果更为明显,为桥梁监测方法提供一个新思路。     

基于荷载试验和监测系统的某大跨度悬索桥结构状态评估

为进一步了解大跨度桥梁的结构状态,本文通过对桥梁荷载试验期间的监测系统实时监测数据、现场试验测量数据和大桥有限元模型模拟计算数据的对比挖掘分析,以定量化的形式通过与结构状态相关的参数指标,评估桥梁的结构状态。以国内某新建大跨悬索桥为例,通过安装的健康监测系统采集桥梁在静载试验条件下各控制截面的挠度、应变、振动等结构响应实时监测数据,计算桥梁挠度和应变特征值,采用频谱分析等方法计算大桥的模态参数,然后基于挠度、应变、模态参数的监测结果与现场试验测量结果、有限元模型计算结果的对比分析,并参照现场荷载试验评定方法,评估桥梁的结构状态。实验结果表明:监测系统时程数据可观测到明显的加载和卸载情况,监测系统运行良好,在试验荷载下桥梁处于弹性工作状态,整理受力状态良好,大桥结构整体刚度满足设计荷载的正常使用要求。作为新建桥梁,该评估结果还可作为桥梁的初始状态,作为后续评估桥梁结构状态和健康监测系统工作状况的参考基准。     

基于大数据的桥梁监测信息聚类分析

针对桥梁健康监测获取海量数据却无法实时精确地监测评估桥梁结构状态的困难性,本文立足桥梁健康监测,提出了基于大数据理论的桥梁健康监测信息聚类研究技术的革新。实验结果表明,与传统的串行分类算法相比,基于Hadoop平台的并行聚类算法具有较高的效率和较低的时间复杂度,并通过不同测点的聚类结果进行桥梁结构状态演化的评估,取得了基于大数据理论的桥梁测点相关性技术研究的革新。     

基于GPS(RTK技术)的江顺大桥空间位移变形监测系统

随着全球定位技术的发展,空间位移监测已被广泛应用于桥梁结构的安全与健康监测。该系统可以实时测量地球表面点的三维坐标,并使用差分定位,精度高达厘米,并且不受天气和能见度条件的影响。本文介绍了江顺大桥结构安全与健康监测系统,介绍了桥梁空间变形监测的技术特点和监测方案设计。根据建立的结构自动化实时监测系统,对从桥梁各结构监测点得到的数据进行统计分析。结果表明,全球定位技术可以实现对桥梁空间变形的实时动态监测和状态评估。     

东海大桥健康监测系统桥梁健康状态评估方法

在东海大桥桥梁结构健康监测系统评估子系统中,用层次分析法建立了桥梁性能评价模型,分析确定影响桥梁结构性能状态的各因素及隶属度。对可量化的桥梁监测、检查数据以模糊推理法进行评估打分,对非量化的程度描述根据专家系统直接评估打分,综合分析计算后,得出各区段桥梁安全性、耐久性及使用性的评分,再以加权的方法最终确定大桥健康状态等级。实现了桥梁状态即时评估,为养护管理决策提供科学依据。     

基于GIS的桥梁结构健康监测与管理信息系统

桥梁结构健康监测对桥梁管理与维护非常重要，监测信息的采集，管理，可视化是系统必须解决的问题，以香港青马大桥的监测数据为例，研究开发了基于GIS的桥梁结构健康监测与管理信息系统，并从系统总体设计、技术方案、数据库结构设计、系统功能及系统实现等方面进行阐述。     

基于BIM的桥梁结构健康监测运营技术应用探究

依托云南省玉溪市新平县峨德河大桥、华宁县天生桥6号桥和婆兮大桥,构建基于BIM的桥梁结构健康监测运营管理系统平台,整合桥梁竣工档案、桥梁评定和结构健康监测长期跟踪信息,将桥梁全生命周期运行维护数据标准化与融合,通过BIM模型进行三维可视化分析、展示、预警和预测,大大提高桥梁结构健康监测精准度和管理水平,深化BIM技术在桥梁养护工程中的应用,提高公路桥梁运营养护决策优化的科学性和智能化水平,支撑桥梁综合性能的提升。     

桥梁养护管理中的评估探索

提出桥梁养护管理中的多指标评估,分别对桥梁养护管理中的桥梁技术状态进行综合评估,对桥梁管理系统绩效进行动态评估。