倾角仪在大跨度桥梁挠度检测中的应用

桥梁挠度值在进行桥梁的安全性评定时是一项非常重要的指标.介绍了一种适合大跨度桥梁挠度测量的方法及其软件的开发原理.在一跨或者连续多跨桥梁上布置适当数量的倾角仪,通过倾角的测量,可算得试验跨桥梁各个断面的挠度值.通过工程实例来说明使用倾角仪法测量大跨度桥梁挠度的优点;通过对倾角仪法与光电挠度仪法测量的桥梁挠度值进行对比和分析,证明了倾角仪法计算得到的桥梁挠度值精度满足工程测量要求;最后对倾角仪法测量大跨度桥梁挠度所产生的误差进行了分析.结果表明,将该方法用于大跨度桥梁的挠度测量是切实可行的.     

无线倾角传感器在桥梁挠度长期监测中的应用研究

本文主要研究将无线倾角传感器应用于桥梁梁体挠度变化的长期监测。基于支座坐标与多个位置倾角监测数据,采用最小二乘算法构造了梁体下挠多项式曲线的拟合方法。在江苏南通如泰运河大桥的长期监测系统中部署了无线倾角传感器,获取了该桥的倾角监测数据,并根据3跨连续梁桥结构特点,选取6阶多项式进行拟合得到全桥挠度曲线。通过相关分析验证了桥梁挠度与环境温度的相关性。本项目的实施说明了快速布设的无线倾角计可以实现低成本高可靠的长期挠度监测,在未来实际工程中可进行广泛应用。     

三次样条插值函数在桥梁挠度测量中的应用研究

桥梁挠度测量是桥梁检测的重要组成部分。通过在所测桥梁上布设倾角仪,测量各测点的倾角值,然后用专用软件给出关心桥梁截面的挠度、倾角和曲率值,从而为桥梁安全性评价提供依据。该文介绍了利用倾角仪测量桥梁挠度的方法及其计算原理,通过在所测桥梁上布设倾角仪,测量倾角仪布点处的倾角值,然后利用三次样条插值函数构建桥梁挠度曲线函数,从而计算出所求桥梁截面的挠度、倾角和曲率值,为桥梁安全性评价提供依据。该方法计算简便,不仅适用于简支梁和静载情形,而且适用于连续梁和动载情形。     

桥梁结构状态监测系统中挠度自适应修正方法研究

以微电子器件为核心构成的桥梁结构状态监测系统与以钢筋、水泥构造的桥梁之间存在的巨大寿命差异,使得监测仪器的修复和更换成为必然。修复和更换传感器的过程会造成监测数据出现前后不一致性问题,影响到整个桥梁结构状态监测系统的正常工作,而传统上通过重新找一个准恒载工况下的新初始基准点方法在实践中很难得以实现。以桥梁结构状态监测系统中常用的连通管光电挠度系统为研究对象,以监测系统中一个重要监测指标———挠度为研究目标,在分析了连通管光电挠度系统工作原理基础上,对连通管光电挠度系统传感器维修前后导致前后挠度数据不一致的各种因素进行了深入研究,以准恒载工况为基准建立了挠度修正数学模型,在此基础上提出了一种挠度自适应修正方法。该方法有效地解决了挠度数据前后不一致性问题,并在重庆市石板坡长江大桥结构状态监测系统得以成功验证。     

大跨径预应力砼箱梁桥挠度监测与分析

大跨径预应力砼箱梁桥运营中梁体会随着时间的推移发生下挠,严重影响桥梁的运营安全。文中以湖南省涟源龙塘至新化琅塘高速公路白芦大桥为依托,采用倾角仪对其挠度进行监测,并运用灰色模型进行挠度预测。结果表明,倾角仪实测挠度与灰色模型预测挠度基本一致,采用灰色模型预测大跨径预应力砼箱梁桥挠度的整体精度高、可靠性强,能实时预测桥梁变形。     

桥梁健康监测系统在滹沱河特大桥中的应用

滹沱河大桥挠度连续监测系统运用了倾角仪传感器,光纤通信及计算机技术,是一个较先进准确的桥梁健康评价方法。     

基于压力变送器的桥梁挠度监测系统研究

挠度反映了桥梁结构的整体刚度，是评价桥梁安全性的重要依据。参考国内外桥梁挠度监控系统的最新发展状况，对钢桁架拱桥的挠度监测系统加以研究，提出挠度监测系统的方案一为桥梁挠度的实时监控及桥梁结构状态的健康监测提供第一手依据。     

大跨度部分斜拉桥施工控制温度效应影响研究

温度效应是大跨度桥梁施工控制的影响因素之一.通过建立大连市长山大桥Midas模型,分别模拟桥梁构件整体升温、桥梁构件局部温差对大跨径桥梁斜拉索索力及主梁挠度的影响.通过对桥梁主桥斜拉索,主梁上、下缘,桥塔、大气温度的连续测量,以及在相应时间段监测关键斜拉索索力变化及主梁关键截面的挠度变形,并根据理论模拟研究及现场实测可知,温度效应对大跨度部分斜拉桥施工控制影响较大.从温度效应的影响考虑,对大跨度部分斜拉桥施工及测量提出可行性建议.     

下白石大桥箱梁悬臂施工控制技术研究

下白石大桥为145 2×260 145m的大跨度预应力混凝土连续刚构桥,大桥施工监控中根据施工量测反馈数据,运用神经网络理论方法进行计算参数的识别,采用自适应控制系统理论,对大跨度桥梁的挠度进行预测,指导下阶段的施工;在箱梁适当位置放置温度传感器,实测箱梁水化温度在箱梁顶板、腹板以及底板的温度分布情况;研究混凝土材料水化热放热的特性,得到箱梁水化放热温度分布规律;选取箱梁控制截面,埋设应力(应变)传感器,并与理论值比较,得到了施工过程中连续刚构桥的应力变化规律;通过测量施工过程挠度以及温度随时间同步变化规律,得到了施工过程中温度对长悬臂箱梁挠度的影响规律;并在成桥后进行长期监测,得到了连续刚构桥桥面线形的长期变化规律.     

基于荷载试验修正的桥梁健康监测系统研究

传统荷载试验能保证对桥梁技术参数检测的准确性,但无法实现持续性。依托项目采用荷载试验对桥梁健康监测(以下简称监测)系统准确性进行验证。试验证明:桥梁监测系统采用的基康振弦式应变计所测出的应变值与荷载试验电阻式应变片所测出的应变值有一定偏差,但相差不大,可以根据荷载试验采集的数据进行修正;桥梁监测系统静力水准仪所测出的挠度值与荷载试验全站仪所测出的挠度值相差较小。桥梁监测系统的竖向振动传感器测试结果与荷载试验测试数据相差较小。因荷载试验采用灵敏度更高的电阻式应变片进行短期加载,数据更可靠,监测系统采集的应变数据可根据荷载试验数据进行修正后使用,文中也给出了一种简单的修正方法,为桥梁监测系统实施提供参考。     

大跨径钢混组合梁桥徐变效应研究

利用大型有限元软件Midas建立港珠澳钢混组合梁桥精细化有限元模型.根据港珠澳大桥所处地理位置和气候特点,对传统的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）的徐变预测模型进行修正,建立考虑变温影响的徐变修正模型,计算得到徐变效应产生的桥梁长期挠度值以及应力变化关系.通过分析在不同初始加载时间下桥梁边跨跨中挠度最大值增长情况,总结得到了徐变在全年的发展规律.结果表明,使用该修正模型计算组合梁桥徐变效应能够适应当地季节更替明显、温度变化大的特点,能够更为精确地计算徐变效应引起的长期挠度值,为桥梁设计施工提供科学依据.     

利用倾角仪测量桥梁的挠度

系统介绍了一种桥梁挠度检测方法。在与桥梁中轴线平行的轴线上选定的测点上布设倾角仪，通过测量加载前后的倾角变化，可以计算该轴线上任何点的动挠度或者静挠度。上百组的实验和实测，包括简支梁和连续梁，动载和静载，表明该方法具有很高的精度。利用倾角仪测量桥梁不需要静止的参考点，特别适于测量跨河桥、跨线桥、大型的跨海、跨峡谷桥梁和高桥，大大提高了测量效率。     

基于温度修正徐变模型的公路大跨连续刚构桥结构状态影响分析

现行公路桥规中未考虑自然环境温度变化对徐变系数的影响,由此可能导致理论计算结果与桥梁实际状态存在较大差异。基于此,该文以规范徐变模型为基础,引入了一种能够考虑环境温度变化的混凝土组合徐变公式,通过数学函数拟合既有温度历史数据预测环境温度随时间变化历程,提出了一种考虑温度修正项的改进型规范徐变公式。以一座主跨为182 m的公路大跨预应力混凝土连续刚构桥为背景,建立徐变模型计算桥梁施工及运营典型阶段的主梁挠度及应力状态,并与规范模型进行对比。结果表明:环境温度变化对徐变系数有较大影响,因桥址地区常年气温较高,温度修正后的徐变系数终值大于规范值;环境温度变化对主梁挠度有较大影响,考虑温度修正项后主梁挠度极大值较规范模型值增长显著,其中跨中挠度最大增幅达到67.1%,建议在进行主梁挠度分析时计入环境变温效应;两种徐变模型下主梁应力随梁长变化趋势一致,应力极大值差异小。     

基于GPS的南浦大桥动响应监测及刚度损伤预估

为了建立实测动响应与大跨径桥梁健康状况的紧密联系.建立了基于GPS的南浦大跨桥梁结构健康监测系统,提出了基于实测动挠度的整桥刚度损伤预估方法。首先根据桥梁结构仿真计算结果及GPS系统的监测特点,建立了桥梁动态线形变化的实时监测系统;然后根据监测数据分析了桥梁运营过程中的结构动响应分布规律,最后通过有限元迭代的方法,进行了桥梁整体刚度损伤的预估。分析结果表明,提出的南浦大桥GPS监测系统能有效地对桥梁进行关键受力部位的实时在线监测,评估方法建立了实测数据与结构健康状况的紧密联系,为实桥局部损伤定位及维护提供了理论基础。     

温度对预应力混凝土斜拉桥主梁挠度的影响及长期监测研究

挠度是桥梁健康监测中评价桥梁使用功能和安全性的重要指标之一,本文依托实际工程,通过建立远程控制与操纵的健康检测系统,针对温度作用中的季节温差、日照温差对预应力混凝土斜拉桥跨中挠度的影响开展研究工作,分析得出了季节温差是影响预应力混凝土斜拉桥主梁长期竖向变形的主要因素;扣除季节温差和收缩徐变等长期因素的影响,车辆荷载对主梁跨中下挠的影响大于日气温变化的结论。     

混凝土桥梁应变监测的时变温度效应分离方法

温度对桥梁应变监测值的影响极大,往往使得荷载引起的应变响应湮没于应变的温度效应中。该文以北京市二环某连续梁桥的监测数据为背景,研究了一种从桥梁健康监测系统的应变监测值中实时分离温度效应的方法。根据对不同季节的温度及应变监测数据进行分析,提出采用时变多元线性拟合方法建立温度作用与应变之间关系的模型。该模型参数随时间动态变化,可长期使用,对在线监测系统中的应变监测值进行实时修正。分离温度效应后的应变仅由荷载作用产生,可用于桥梁结构的预警、荷载识别和安全评估。     

基于优化VMD的悬索桥挠度温度效应分离方法

为了研究悬索桥实测挠度的温度效应分离,进一步分析悬索桥实测挠度与温度之间的关联性,采用了变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)方法对挠度信号进行处理。通过经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)和VMD对仿真信号的对比分析,发现VMD较EMD对噪声有更好的鲁棒性,解决了EMD所存在的模态混叠现象,但仍存在端点效应。提出采用3段交叉信号分解消除VMD分解所存在的端点效应,考虑模态个数、惩罚因子对VMD分解的影响,形成了基于优化VMD的温度效应分离方法。利用优化VMD方法将输入挠度信号分解成一系列具有不同尺度的本征模函数(intrinsic mode function, IMF)。根据各个分解模态的中心频率,结合实际温度变化的周期性判定对应的挠度组分,对由温度引起的挠度分量进行组合,研究了悬索桥不同截面挠度与温度的关联性,相关系数均达到0.9以上。结果表明,该方法能有效地分离信号中不同的频率组分,同时还能提取出挠度信号中的趋势项,通过分析各个模态与实测温度的关联性,证明温度效应主要集中在低频段,悬索桥挠度变化主要受温度影响;在模态个数的选择过程中,发现随着模态个数的增大,低频信息的中心频率逐渐趋于稳定,高频信息被分解得更加精细。验证了该方法可用于桥梁长期健康监测的数据分析及桥梁损伤识别。     

多源数据分析在桥梁运营监测中的应用

国内某运营实桥A在人工巡查时主观判断该桥梁左右侧挠度可能存在差异情况,为此对桥梁运营实时监测中的挠度、应变、温度等多源数据按照每日不同时段、每年不同季节进行相关比对分析,结果发现:1)桥梁A左右两侧挠度、应变监测数据表现出很好的一致性,监测数值的微弱差距主要由车辆荷载偏载以及温度差异引起; 2)左侧挠度标准差大于右侧,是由于左侧路面存在破碎带进而引起左侧桥梁车辆冲击系数大于右侧。建议管养单位在后续静载试验时,重点分析两侧挠度数据变化情况与行车冲击系数间的关系。     

基于BP神经网络的桥梁有限元模型修正

为了提高桥梁检测中对于桥梁健康状况评定的准确性,为桥梁的加固设计与长期健康监控提供依据。本文建立了用于修正桥梁有限元模型参数的BP神经网络程序,该BP神经网络程序利用了MATLAB软件实现,通过使用MIDAS CIVIL软件建立原始模型并将计算所得到的不同修正参数组合下的挠度计算值作为样本,对神经网络进行训练并对修正参数的实际值进行预测。由实测挠度值、修正前计算挠度值与修正后计算挠度值对比分析的结果可知,修改后的桥梁有限元模型挠度计算值介于实测值与修正前桥梁有限元模型计算值之间,修正后的相对差值大多小于10%,是原来相对差值的一半左右。BP神经网络对于修正参数的预测准确度高,桥梁有限元模型的精确性得到了提高。本文使用的桥梁有限元修正方法简单可靠,计算效率高,易于在工程实践中实现,为桥梁有限元模型的修正提供参考。     

混凝土连续梁桥施工线形控制中的温度影响

以内蒙古包头镫口黄河特大桥施工监控为背景,通过有限元计算和现场实测两种方法分析了温度变化对桥梁施工线形控制的影响;运用灰色系统理论中的新陈代谢GM(1,1)模型建立起温度挠度的预测模型,预测结果表明该模型精度较高,可以用于温度挠度的预测;最后给出了温度变化对桥梁施工线形控制影响的改进方法。实际监控表明:该方法简单可行,能够较好地修正温度变化对桥梁施工线形控制的影响,对今后同类型的工程具有一定的借鉴意义。