基于小波分析理论的桥梁结构损伤与现场监测方法研究

结构损伤和健康状况监测对于桥梁的后期使用及养护具有重要意义。基于小波分析理论,对桥梁工程结构损伤和健康状况进行分析,提出了基于小波分析理论的桥梁工程结构损伤识别方法,以便准确获取桥梁的健康情况。进一步拓展了小波分析这一数学分析工具的应用范围,完善了桥梁工程结构损伤和健康状况的研究方法,具有一定的现实意义与创新性。     

基于模糊层次分析法的战时桥梁损伤等级评定研究

应用了基于模糊数学理论的评估法对桥梁损伤等级的评定进行了研究。首先用二级模糊综合评价的方法建立了桥梁评估的数学模型,并用损伤度来衡量桥梁结构或构件的损伤程度;然后采用分项工程、分部工程、单位工程逐级评定的方法对整座桥梁损伤等级进行评定;最后通过对一座受损桥梁进行损伤等级综合评定说明这种方法的适用性。利用模型评价结果,可针对性采取措施,提高战时桥梁抢修效率。     

基于云模型与异常识别的桥梁技术状态评定方法

针对现行桥梁技术状态评定过程中存在的不确定性以及忽略了主要结构部件对桥梁整体安全使用的影响,提出在评定过程中引入异常识别,并将专门研究不确定性问题的云模型理论与传统的模糊综合分析法相结合,提出一种基于云模型与异常识别的桥梁技术状态评定方法;首先确定各个部件以及结构的权重,然后将评语集、评估数据转换为云模型,并获取在评定过程中引入异常识别前、后的评定结果;最后将该模型应用于某实桥评定中。研究表明:在传统云模型评定中引入异常识别考虑了主要结构部件对桥梁整体安全使用的影响,该模型评价方式更为符合实际工程情况,过程更为客观,结果更为全面。     

某混凝土旧桥的现场检测与评估

桥梁运行时,因受频繁承载、超载作用,或受自然灾害、交通事故的侵袭,会造成桥梁损伤和局部破坏。有关资料显示,我国现有主要公路桥中1/3以上的桥梁都存在结构性缺陷、损伤和功能性失效等隐患。为保证既有桥梁的安全运营及尽可能延长其安全使用年限,应对既有桥梁适时进行检测与评估,就是“利用特定信息,分析既有桥梁的可靠性并作出工程决策的过程,即对其整体及各组成部分进行考察、了解、检查、检测,并进行计算分析,有时还需辅以相关试验,确定损伤的位置及损伤的程度,并评价损伤对桥梁结构承载能力的影响,评定损伤发生后桥梁的实际承载能力。同时,提出应该采取的措施及维修加固建议。     

桥梁面相学及其研究进展

为了探索更加实效、经济、便捷、可信的桥梁安全状态检(监)测新方法,受中医望、闻、问、切诊断人体健康状态理念启迪,提出了依据桥梁外观形态变化来获知结构近期安全状态的桥梁面相学;总结了10多年来基于桥梁面相学的桥梁安全状态检(监)研究进展;介绍了基于定点相机平转+竖转拍摄的桥梁动静影像全息性态监测系统、基于激光雷达+全景数码相机拍摄的WWWQ-G桥梁安全巡检车、基于普通摄像头拍摄的常规跨径桥梁安全监测系统和基于定点旋转测量装置的拉索性态远距全域视频检测系统的构成理论,以及各系统应用于桥梁构件损伤检测的试验研究案例和实际工程应用案例;展望了融合“测点传感器+机器视觉”实现桥梁结构状态的“精+密”监测方法及其应用前景。     

桥梁健康监测数据在养护管理系统中的应用研究

研究内容以桥梁运营期检监测数据为基础,通过研究健康监测数据在桥梁技术状况评定、运营管理、养护维修中的应用,有机结合桥梁健康监测系统的动态数据与养护管理系统的静态数据,同时参照现有的公路桥梁技术状况评定标准,试着提出融合实时监测信息和日常养护内容的桥梁结构状况评定方法。最后以大位移伸缩缝人工外观检查与监测指标结合为例,形成以管养系统为主,健康监测系统提供必要的数据,建立基于检监测数据的桥梁评估指标体系。     

特大桥的单梁实体试验及性能评价

目前桥梁损伤劣化现象日益普遍和严重,很多桥梁虽早已出现病害,但却常年带“病”工作,潜伏着巨大的安全隐患。如不及时消除在用桥梁的安全隐患,必然会造成巨大的经济损失甚至危及人民的生命安全,造成恶劣的社会影响;而不合理的、过早的改造又会带来巨大的经济负担,同时还会带来交通中断等一系列社会问题。因此,对于结构损伤、承载力衰减的在役桥梁,迫切需要进行桥梁的损伤程度、承载潜力、安全储备即桥梁技术状况评定。其中桥梁承载力评定是桥梁技术状况评定的核心内容。     

基于有限元分析的双曲拱桥结构承载能力检算

老旧桥梁的健康状况评定关系到交通运输安全,在不宜进行荷载试验的情况下,结构检算是一种较有效的评定方法。通过有限元软件分析双曲拱桥在不同效应组合下的受力状态,对承载能力极限状态和正常使用极限状态下的安全状况进行检算,实现对桥梁承载能力的有效评定。     

综合识别指标在桥梁结构损伤识别中的应用

提出一种应用振动模态频率变化值和静力位移变化值之比而建立的综合识别指标对桥梁损伤进行分析与评定.试验结果表明,应用该方法能够对损伤的位置和程度进行准确的定位和评估.既安全又方便,可为现在的桥梁检测提供参考.     

公路桥梁结构损伤检测识别方法与技术

为了提高公路桥梁结构的稳定性,在实践过程中必须要科学的选择识别结构损伤的方法,从而保证公路桥梁结构的稳定性满足实际需求,基于此,文章对桥梁结构损伤检测识别方法进行了总结,并且对各种损伤检测识别方法的应用要点进行阐述,分析可知,不同的检测识别方法和技术在应用时能够对不同类型的桥梁结构进行检测,获取的检测结果能够直接反射出结构问题。     

基于监测样本的大跨索桥疲劳应力概率分布函数的参数估计和检验

疲劳应力监测是大跨桥梁结构健康监测和安全评估的关键环节。为了对桥梁实际运营状态和应力水平有总体而全面的认识,就需要对采集的大量数据进行统计分析获取其概率分布函数。以润扬大桥结构健康监测系统记录的悬索桥钢箱梁应变时程数据为基础,分析了润扬悬索桥半年内疲劳应力谱的特征．基于监测得到的应力谱样本进行了疲劳应力幅概率密度函数的参数估计和检验,拟合得到疲劳损伤增量的概率密度函数。研究结果表明：目前润扬桥应变监测部位的等效应力幅较低,最大应力幅远未达到引起疲劳损伤的阎值：半年应变样本的相对疲劳损伤增量服从对数正态分布或者Weibull分布;且以监测数据分析得到的相对疲劳损伤增量所得到的可靠度指标较高,失效概率较低,与当前工作应力状态较低的现状相吻合。     

高速铁路桥梁-轨道体系检测监测与行车安全研究进展

为了提升桥梁-轨道结构服役安全性能,保证复杂环境条件下高速铁路结构适应性和行车安全舒适性,研究了高速铁路桥梁-轨道体系检测监测装备的改进与优化,分析了桥梁-轨道结构服役性能动态演变规律,总结了复杂条件下桥上行车安全评价与预测方法,展望了未来研究重点与方向.研究结果表明:在桥梁-轨道体系检测监测技术方面,现有研究聚焦于传...     

大跨桥梁结构健康监测系统应用现状概述

为了确保结构的安全高效运营,大跨桥梁基本都设置结构健康监测系统。如何对不同历史阶段采集的数据进行有效提取、处理和分析,获得反映大桥结构受力状态的代表性动、静力指纹,并定期对结构的运营安全进行评估,已逐渐成为桥梁工程领域的研究热点。首先论述大跨桥梁结构健康监测系统应用研究的重要性;其次详细介绍国内外大跨桥梁结构健康监测系统的应用现状;最后对当前研究中存在的主要问题进行分析总结。     

长寿命高性能耐候钢桥研究进展与工程应用

系统归纳与剖析了国内外耐候钢桥的研究新进展及工程应用情况, 总结了稳定耐候锈层的形成机制、选材标准、腐蚀与疲劳损伤机理、耐候构造、耐候螺栓研发以及锈层检测与评价技术等方面的关键科技成果, 梳理并完善了耐候钢桥的适用范围和腐蚀余量设计指标, 提出了耐候钢桥锈层稳定化处理及施工技术要点; 评析了耐候钢桥锈层损伤检测与评价技术、腐蚀损伤养管技术, 结合美、日耐候钢桥工程事故经验教训和中国首批长寿命高性能耐候钢桥建设技术创新成果, 探讨了该领域的技术创新方向。研究结果表明: 耐候锈层由外层的γ-FeOOH、α-FeOOH以及内层的非晶态FeOOH化合物与Fe₃O₄构成, 稳定耐候锈层能否形成与保持, 主要受氯离子、积水和积尘等因素的影响; 建议编制中国高性能耐候钢桥选材区划图谱, 完善稳定耐候锈层构造设计准则; 现代耐候钢桥具有高性能和长寿命的技术特征, 带锈层构造细节的面内应力疲劳、面外变形疲劳试验和数值断裂力学模拟, 以及耐候高强螺栓长期耐损性能研究的推进, 将为建立完善的耐腐蚀、抗疲劳设计准则奠定基础; 人工智能技术的应用将推动长寿命高性能耐候钢桥智能运维技术的重大进步; 应加大研发投入, 建立具有中国自主知识产权的长寿命高性能耐候钢桥设计、建造和运维标准规范体系, 培养高素质的工程技术人才, 推进交通强国建设。      

铁路车辆部件抗疲劳评估的进展与挑战

从铁路车辆的安全运用及服役评估出发，论述了转向架部件(如构架、车轴等)的抗疲劳评估及应用进展，重点分析了合金钢EA4T车轴和碳素钢S38C车轴的设计理念差别，阐明了车轴运用评估中存在的难定量和过保守的理论局限性; 首创了“名义应力”+“损伤容限”有机融合的阶梯疲劳评估方法，给出了样本信息聚集改进原理、基于单轴拉伸的裂纹扩展模型、应力-缺陷-寿命的三参数评估图和表面残余应力重建等四大关键技术。分析结果表明:基于传统名义应力法的抗疲劳设计给出的寿命预测偏于保守，导致车辆部件维修不足或者过度维修; 基于单轴拉伸性能的新型裂纹扩展模型的精度优于NASGRO方程; Kitagawa-Takahashi图把基于名义应力的疲劳极限和基于断裂力学的缺陷特征有机关联起来，比Goodman图更直观、定量和全面; 基于表面单位压力法，获得了与实测结果一致的S38C车轴的压缩残余应力分布，表明压缩残余应力的引入提高了新干线车轴的抗微动磨损能力和抗疲劳裂纹扩展能力; 广域环境服役、超高周疲劳、增材修复再制造、断裂求解技术及动力学和强度学结合等问题成为未来研究的重要课题。      

桥梁结构在线健康监测预警系统Ⅱ——损伤识别的信号分析及提取方法

在桥梁结构在线健康监测预警系统--监测评估预警体系和模块设计研究的基础上,进一步讨论了桥梁结构在线健康监测预警系统的数据分析的总体要求,给出了结构分析数据的获取方法,采集信号的数据处理方法与流程,分析比较了各类损伤识别方法及特征指纹的特点及适用范围,它对营运中的桥梁监测与养护管理具有重要的指导意义和实用价值.     

中小桥梁健康监测系统研究现状与发展对策

我国中小桥梁众多,并且不少桥梁存在不同程度的损伤,如何确保量大面广的中小桥梁的运营安全,是桥梁管理部门迫切需要解决的一个难题,而发展经济实用的中小桥梁健康监测系统是破解这一养护难题的关键。     

桥梁结构在线健康监测预警系统Ⅰ——监测评估预警体系和模块设计

针对不同桥梁的特点,在参照国家有关技术规程规范的要求和相关研究成果的基础上,研究提出了运营桥梁在线健康监测及状态评估的指标体系,讨论了传感器布置的原则及一般的应力、位移传感器布置方案,给出了系统设计的模块框图及顶层数据流程图.所提出的桥梁在线健康监测状态评估的指标体系、结构应力、位移传感器布置及系统的模块设计,对营运中的桥梁监测与养护管理具有重要的指导意义和实用价值.     

悬索桥吊索体系的剩余寿命评估方法研究

根据断裂力学理论和结构系统可靠性分析原理,推导出交变应力引起的悬索桥吊索系统疲劳失效的计算公式,从而提出的一种考虑构件腐蚀后吊索系统安全寿命的评估方法,可以为公路管理部门合理安排桥梁的检测、维修、加固的时机和投资提供依据。     

江阴大桥强风报警及风场特性分析

风荷载对悬索桥的运营期安全有重要影响.文章利用健康监测系统实测数据,建立了江阴长江公路大桥风特性数据库.在此基础上,一方面针对风速设定报警阈值,从而保证了行车与结构安全,另一方面计算得到紊流强度、阵风系数等风特性,对桥梁设计风荷载参数取值的合理性进行了验证.研究结论为江阴大桥的抗风安全性评价提供了实测依据,同时可为该地区其他工程结构的抗风研究提供参考.