基于物联网技术的梁桥远程安全监测系统研究

以实际工程为背景,运用先进的物联网技术、无线传输技术及光纤光栅检测技术,针对梁桥关键截面部署各类光纤光栅智能传感设备,实时对其裂缝、应变、温度及动态特性进行检测,依据桥梁损伤识别和安全评估规范,实现桥梁健康状况的在线安全评估和分级预警,从而实现物联网技术在梁桥安全监测领域的良好应用。     

自动化监测技术在斜拉桥中的应用

大跨度斜拉桥健康状况是行车安全的重要指标,本文以高明大桥为依托,利用自主开发的自动化监测平台,获取桥梁实时状态参数,建立桥梁安全保障系统,可以对此类斜拉桥的安全状态进行评估,实现了桥梁实时数据的实时分析、安全预警,可有效评估桥梁运营状况,为养护决策提供技术支持。     

灰-神经网络方法在桥梁施工控制中的应用

以黑沟大桥为实例,将灰-神经网络方法用于连续刚构桥梁的监控监测中,通过仿真分析、建模,实现了桥梁施工中的科学预测,丰富了桥梁施工控制预测方法。对关键截面的应力进行了有效地控制,验证了灰-神经网络方法在大跨度预应力混凝土桥梁中的应用。     

回响状态网络预测方法在桥梁健康监测中的应用

回响状态网络是一种模仿大脑神经元递归连接的新型回归神经网络,可有效处理非线性系统辨识以及混沌时间序列预测问题。针对莲花大桥的挠度数据,通过回响状态网络预测方法对其进行建模分析并进行趋势预测。实测结果表明:基于回响状态网络预测的精度较高,预测误差仅为0.796 1 mm,可为桥梁的安全运营预测提供可靠依据。     

基于AHP+BP法高铁桥梁施工安全风险评估模型研究

针对现有高铁桥梁施工风险评估模型存在的主观性强、环节繁琐及需要大量样本等不足,提出基于层次分析法(AHP法)+BP神经网络的高铁桥梁安全风险评估模型。首先对高铁桥梁施工安全进行风险因素的识别,建立风险评估体系;然后采用AHP法对专家经验评估法获取的样本数据进行预处理,结合BP神经网络对处理后的样本进行训练,构建评估模型;最后将该评估模型应用于某高铁桥梁施工安全风险评估。结果表明：该模型能够较全面地评估主要风险因素对高铁桥梁施工的影响,预测得到的风险等级与专家评审结果一致,且该方法更加简洁实用,便于编制标准化的算法程序,可为高铁工程项目的施工安全风险等级评估提供参考。     

一种新的桥梁线形监测系统及其在刚架拱桥中的应用

桥梁线性可直接反应桥梁的安全状态,是了解桥梁健康状态的最重要方式之一。传统的桥梁线性测量方法存在测量精度低、无法进行动态监测、测点数量少、易受环境影响、监测成本高以及无法实现实时监测等问题。基于高精度倾角传感器和最小二乘法构建了由传感器子系统、数据传输子系统和安全评估子系统构成的桥梁线性远程实时智能监测系统,本文详细介绍了该系统的硬件组成、模块功能和工作流程。为了检测该系统的性能,将本系统应用至刚架拱桥,对该桥进行加载并对测点部位进行精密水准测量,得到挠度的理论值、本系统输出值和高精密水准测量值,通过对比分析,得出本系统精度可达到亚毫米级,同时系统具有可靠性强、可实时监测和运营成本低等特点,是一套综合性能较优的桥梁形变监测系统,在桥梁线形测量领域具有较高的应用和推广价值。     

基于LSTM神经网络的桥梁损伤预警方法

为准确把握桥梁服役期内的健康状况,提高损伤评估效率,基于泗安塘大桥主桥某年多个测点的车致应变数据,建立了一种桥梁损伤预警方法。首先使用长短时记忆(LSTM)神经网络建立了车辆荷载作用下桥梁不同测点的多输入相关性模型,之后建立桥梁有限元模型模拟有损工况的桥梁状态,并提出损伤评估指标,最后根据损伤评估指标进行桥梁损伤预警。结果表明：采用LSTM神经网络建立的多输入相关性模型能够实现桥梁任意测点间车致响应的高精度预测;基于有限元模拟的车致应变提出的4个损伤评估指标能对假定的桥梁损伤进行明显识别;对泗安塘大桥主桥进行状态评估,4个损伤评估指标均稳定分布在一定的范围内,表明该桥近期没有增加新的损伤;建立了基于多测点的结构损伤评估指标体系,设定同时刻75%及以上的损伤评估指标超限时发出预警。     

结构裂缝监测与温度影响研究

目前对桥梁的常规检查较难满足对特大型桥梁和特别重要桥梁的检查需求,无法全面监测桥梁的运行状况,只能在病害发展到一定程度才能发现,延误维修加固的时机,同样也无法对极限荷载进行及时预警,保障桥梁运营安全。为及时发现桥梁结构在其服役期间性能变化,保证桥梁结构服役安全性,采用实时监测的方法对桥梁结构控制截面挠度以及主要结构裂缝宽度变化进行监测与预测分析。研究结构裂缝宽度与温度和车辆荷载的关系,将实时监测与长期预测相结合,科学指导养护决策。     

基于遗传算法的BP神经网络在桥梁安全评估中的应用

为对桥梁的安全性进行科学准确的评估,基于遗传算法与BP神经网络提出了一种新的桥梁安全评估方法。该算法采用遗传算法和误差反向传播算法(BP)相结合的混合算法来训练前馈神经网络,即先用遗传算法进行全局训练,再用BP算法进行局部精确训练,既克服了传统BP网络训练时间长,易陷入局部极值的缺点,又提高了全局收敛的效率。采用该算法对一座悬索桥——宜昌长江大桥的安全性进行评估,并与专家评估结果进行对比分析。结果证明,该算法收敛速度快,预测精度高,为桥梁的安全评估提供了一种新思路。     

交通流量的递归神经网络实时预测模型研究

智能交通系统是目前世界上公认的解决城市交通拥堵问题的有效措施,实时、准确的交通流量预测是智能交通系统实现的关键技术之一。提出一种基于递归神经网络的交通流量实时预测模型,这种预测模型通过联系单元对神经网络的输出进行反馈,因而具备动态记忆能力,可以实现对交通流量的快速、准确预测。应用实例验证了所提出的递归神经网络预测模型的有效性。     

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。     

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。     

中小跨径桥梁结构安全状态评估研究

针对目前中小跨径桥梁健康监测系统及结构安全状态评估相关研究不足的情况,以万埠大桥为工程背景,通过安装在桥梁结构上的健康监测系统获得实时监测数据,对桥梁结构应变及倾角数据进行分析处理。基于统计学原理,采用损伤预警理论中的无模型指标训练法对万埠大桥进行安全状态评估,通过该法计算得到桥梁结构应变及倾角值的安全阈值,将监测系统实时监测数据与安全阈值进行对比,评估桥梁安全状态,为桥梁管养部门管理决策提供依据,也为今后中小跨径桥梁安全评估提供实例借鉴。     

许沟特大桥变形监测与安全评估系统技术方案简介

本文介绍了利用测量机器人对许沟特大桥进行变形监测的技术方案,并建立了桥梁的安全评估系统。利用高精度、自动观测的全站仪进行大型桥梁的变形监测,具有成本低、精度高,测量结果可靠等优点,通过变形监测建立桥梁的长期安全评估系统,确保桥梁运营安全。实践证明该方法具有较大的推广价值。     

智能监测系统在某斜拉桥健康监测中的应用研究

桥梁健康监测的智能化、实时化对于桥梁尤其是大型桥梁的健康安全评价起到了较大的促进作用。基于斜拉桥-甘竹溪特大桥的健康状况及评价要求,文章对于监测内容进行了详细分析,然后对于实现监测内容的集成方案进行了详细分析,最后针对系统集成方案从中心数据库、不同子系统和软件集成方面进行了详细的介绍,本文研究对于未来斜拉桥的智能健康监测系统的设计和运营提供一定的理论和工程应用,对于智能健康监测系统的推广起到了一定的促进作用。     

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。     

高墩大跨连续刚构桥梁长期健康监测研究

通过无线远程监控技术,对高墩大跨连续刚构桥梁的挠度与应变情况进行长期的实时监测,全面了解其力学变化趋势,评估结构健康状况,能够及时为桥梁管理部门的养护维修、加固决策提供科学依据。     

大件车通行桥梁安全评估实用方法研究

为满足业界对于大件车通行安全评估高效性、安全可靠性的要求,该文提出以实时监测系统和有限元相结合的桥梁大件车通行安全评估方法,并通过实际工程对该方法进行验证。在大件车通行前对桥梁技术状况等级进行评估,确定考虑桥梁技术状况等级的抗力折减系数;建立实桥有限元分析模型,通过实测数据对模型可靠性进行验证,在此基础上采用实际荷载验算法对通行桥梁进行安全评估;并在大件车通行过程中对桥梁进行实时监测。结果表明：桥梁技术状况等级为A类;实桥有限元模型能对桥梁承载力进行可靠的安全评估;大件车通行期间,桥梁处于弹性状态,大件车通行未对桥梁结构造成损伤。     

中国长大跨桥梁结构安全监测系统研发现状及趋势

大型桥梁结构的健康监测(SHM)及安全评估是近年来国内外的研究热点,为了确保结构的安全,避免损伤的积累或灾变的发展,越来越多的研究机构和工程部门开始关注这个问题.本文介绍了中国大跨径桥梁结构安全监测系统的实施现状,内容包括传感器系统、传输系统、安全评估和整体结构的应用情况,说明了近几年中国桥梁结构健康监测系统的发展情况和未来趋势.     

基于容许应力包络的连续刚构大桥安全评估技术研究

从应力监测角度出发,借鉴荷载试验应变校验系数的概念,提出了大型桥梁基于监测信息的应力校验系数包络评估技术;在分析活载、温度、初始应力等因素的基础上,研究了大型桥梁基于容许应力包络的安全评估技术。并以主跨240m的连续刚构大桥重庆丰都龙河特大桥为依托,利用实测数据,完成了该大桥基于应力监测的安全评估。该评估结果与大桥荷载试验检测结果对比分析表明,基于应力"包络"的连续刚构大桥安全评估技术是可行的。