桥梁结构模态测试中传感器优化布置的序列法及应用

介绍桥梁结构模态测试中传感器优化布置的序列法,该法以模态置信度MAC矩阵的最大非对角元为目标函数,采用逐步累积或逐步消去的方法对传感器进行优化布置,直到传感器数目最理想、位置最优。最后举例说明了该法在桥梁结构模态测试中的应用。     

磁电振动传感器在桥梁荷载试验中的应用

桥梁荷载试验是当前桥梁结构试验中应用最广和最有效的手段,而其中自振频率和振型又是评价结构刚度及损伤情况的重要指标。采用磁电振动传感器对某公路桥第二联35m+50m+35m预应力混凝土连续箱梁的自振频率和振型进行测试,并将测试结果与模型计算结果进行对比验证。结果表明,该传感器测试结果与理论计算吻合良好。     

自锚式悬索桥健康监测系统设计研究

健康监测系统可以实时地对桥梁结构进行监控,及时发现桥梁结构损伤并进行预警,从而避免桥梁安全事故的发生。文章以某自锚式悬索桥为例,对其进行健康检测系统设计。通过建立全桥有限元模型,确定其传感器的布置、软硬件系统的集成特性等,并结合实际荷载试验,对其监测系统进行测试。结果表明,通过有限元计算得到的桥梁结构易损位置为传感器布置的重点,并结合实际情况对布置方案进行一定调整;基于模块化和SOA健康监测系统可移植性强,较大减轻了软件的开发难度;合理选择开发语言可以起到事半功倍的效果;该桥健康监测系统运行正常,可以准确反应桥梁关键部位的受力状态。     

渔洋溪大桥病害与加固后桥梁结构验算分析

在分析渔洋溪大桥病害的基础上,提出结构整体加固设计方法—主梁粘贴碳纤维布、梁端增焊受力钢筋和桥面浇筑整体化钢筋砼层。通过对加固前后桥梁结构的极限承载能力、桥梁结构的裂缝扣桥梁结构挠度进行验算并对计算结果进行对比,分析了该推荐方案在旧桥加固中的优势。     

关于桥梁结构地震响应振型贡献的讨论

通常桥梁结构地震响应的贡献主要来自于低阶振型,高阶振型的贡献非常有限。工程应用中,需对地震响应的贡献进行量化,以确定需要计算的振型阶数。文中阐述了振型参与质量系数在衡量振型对结构地震响应贡献中的重要作用,明确其在桥梁结构地震响应计算过程中的机理。并对示例进行有限元分析,论证了该理论在工程运用中的正确性。     

大跨度预应力混凝土连续刚构桥设计要点及案例

本文结合"贵阳市北京东路延伸段—情人谷特大桥"的设计,向读者描述了桥梁结构的主要尺寸,引用了《钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》对桥梁结构计算的相关规定,介绍了该项目的设计边界条件、计算参数、计算的主要结果,论述了大跨度预应力混凝土连续刚构桥计算参数的确定方法、设计细节的注意事项。通过设计流程的介绍,提出设计过程中的一些建议,并对大跨度连续刚构桥设计中的设计经验进行了总结,可为同类桥梁的设计提供借鉴     

桥梁健康监测中的关键性问题和损伤识别方法

针对大型桥梁结构健康监测的特点,分析了桥梁健康监测中的关键性问题。阐述了几种传统的损伤识别方法,并介绍了一些新兴理论在损伤识别中的应用,分析了不同损伤识别方法的特点。最后提出基于多传感器信息融合的桥梁结构损伤识别策略,并对桥梁健康监测中损伤识别的发展进行了展望。     

光纤光栅传感器应变网络测量系统原理及其在桥梁结构检测中的应用

文章介绍了光纤光栅传感器应变网络测量系统构造和基本原理,以及整个测量系统的组成和工作原理,并通过应用该系统的一个实例,介绍了光纤光栅传感器在桥梁结构检测中的应用。     

简易造桥机理论分析与施工设计

造桥机又称滑移支架系统,是现代桥梁施工技术中的先进设备,本文结合实际工程的施工实例,介绍了自主研发的简易造桥机的构造和功能,阐述了利用该造桥机进行预应力混凝土箱梁施工的工艺流程,对造桥机结构进行了有限元计算分析并对抱箍结构进行了检算,计算结果表明：该结构能够保证简易造桥机使用的安全可靠性。     

整体式无缝桥梁性能及受力分析

对于国内外整体式无缝桥梁的结构简化模型的计算方法进行介绍和分析,使用有限元分析软件ANSYS根据现有桥梁结构模型构建有限元模型,最后采用有限元分析法结合整体式无缝桥梁受力分析的相关计算方法,对有限元模型进行结构受力分析。针对桥梁长度、桥台高度等参数进行研究分析,通过参数的改变研究该参数对整体式无缝桥梁结构受力的影响。     

桥梁结构的损伤现代检测与评估

基于结构振动理论和系统识别技术的桥梁健康监测系统已显示出了良好的发展前景．本文对桥梁结构损伤检测与评估技术中的热点问题进行了评述．包括传感器的优化布置、桥梁损伤识别方法、环境激励下的系统响应识别、专家系统等,并介绍了一些实例。     

倾斜传感器在高墩桥墩顶位移监测中的应用

墩顶位移是表征高墩桥桥墩安全的重要参数之一。文中分析了倾斜传感器测量墩顶位移的原理,并以重庆市向家坡立交桥监测系统为例,应用倾斜传感器对该桥Ⅳ匝道10号桥墩的墩顶位移进行了长期监测,根据实际获得的监测数据,分析了该桥墩墩顶在桥梁运营过程中的变化,初步讨论了环境温度的变化对桥墩结构变形的影响。     

传感器故障检测与隔离算法研究

传感器数据采集和分析是桥梁健康系统对桥梁状态评估的基础。由于传感器采集的数据格式复杂、信息量大,如不能有效的对传感器故障进行自动检测和隔离,将影响评估的准确性,产生错误预警信息。本文提出一种基于几何后非线性 ICA(Geometric Post Nonlinear ICA,gp ICA)的传感器故障检测与隔离算法。该算法通过引入几何后非线性(PNL)混合模型,将非线性数据线性化,再利用快速独立元分析(FastICA)对故障进行检测。通过计算监测数据对监控统计量的贡献度,基于贡献度分析法实现对故障传感器的隔离。利用MATLAB软件进行数值模拟,实现了模拟故障传感器的检测和隔离。该算法相比传统的线性ICA故障检测具有更高的故障检测率,更适用于桥梁健康监测系统的故障检测与隔离。。     

具有弹性体支座的多跨斜桥动力分析评价

通过实测和理论分析,研究了一座三跨斜桥的动力响应。该桥采用钢主梁,钢筋混凝土桥面结构和弹性体支座。该项研究通过在现场大规模布设由无线传感器网络支持的加速度计获取了振型参数。通过输出系统识别技术,提取了结构前20阶自振频率、阻尼比和振型。借助于三维有限元法,完成了结构线性动力响应分析,并将基于美国桥梁设计规范规定的多振型谱分析最低要求得到的计算结果和现场实测结果进行了比较。分别根据美国和澳大利亚桥梁设计规范计算了理想约束下的支座在压、剪、弯状态下的线弹性刚度。研究结果表明:按照每种设计规范计算支座刚度,对钢筋混凝土弹性体支座支承的桥梁进行线性动力分析,所得到的多阵型位移值相关性强且偏于安全。     

基于应变能量函数的桥梁损伤识别方法

为了解决传统损伤识别方法在桥梁健康监测方面的不足,借助频响函数法损伤识别的理论基础,建立应变监测数据功率谱密度函数与桥上通行荷载集群的对应关系,进而提出应变能量函数的概念,并提出了应用应变能量函数进行结构损伤识别的理论方法。在大量分析车辆荷载作用下桥梁结构应变响应监测数据的基础上,结合桥梁结构振动理论、信号处理技术以及数据分析理论,对利用应变信号能量函数进行桥梁结构损伤评估进行验证。通过在桥梁关键部位安装一定数量的应变传感器和一套动态称重系统,以固定周期对时段内的各测点的应变能量函数进行求解,利用统计分析技术得到能量函数计算值的概率分布规律,基于监测系统的工作特征,研究制订了在线损伤识别评估的方法和流程。最后以青银线济南黄河大桥为例,采用数值仿真和实测数据对该方法的有效性进行验证。结果表明,该方法效率高,精度好,通用性强,能够实现随机车流下桥梁结构损伤实时在线识别评估。     

桥梁健康监测系统在线结构分析及状态评估方法

为实时在线评估桥梁结构实测荷载与响应状态的相关性,提出桥梁健康监测系统的在线结构分析及状态评估方法。编制有限元分析程序内核,在程序内核中内嵌桥梁结构有限元模型,通过授权的数据库接口,读取健康监测系统中的实时荷载数据,对荷载数据进行统计分析,然后计算结构的理论响应值,并与健康监测系统中的结构实测响应值进行对比,对结构行为进行评估。某桥主桥为主跨460m的五跨连续双塔双索面半飘浮体系斜拉桥,应用该方法对该桥进行在线分析和状态评估,评估结果显示,根据实测荷载分析得到的结构响应和实测结构响应吻合较好,结构荷载和响应具有线性相关性,结构运营正常。     

基于动力特性试验的某简支梁桥有限元模型修正

简要论述了基于动力特性试验的桥梁结构有限元模型修正方法,运用该方法,结合某简支梁桥动力特性试验结果对该桥有限元模型进行修正,并采用修正后的有限元模型对该桥自振特性进行计算,其计算频率和振型与实测结果吻合较好,说明修正后的有限元模型能较准确地反映桥梁结构实际工作状态,文中所采取的建模方法及基于动力特性试验的桥梁结构有限元模型修正方法具有实际应用可行性。     

从京藏高速公路货车大拥堵看我国公路桥梁结构的整体安全

针对目前京藏高速公路日趋严重的拥堵现象,从公路桥梁结构的安全出发,分析了现行规范中汽车荷载效应的计算,为了解货车拥堵对公路桥梁结构安全的影响,将现行规范中的车辆荷载组成一个纵横向车队模拟实际拥堵货车车队,置于结构之上计算其产生的效应,并将该效应与规范计算的汽车荷载效应进行了比较。结果表明,中等跨径桥梁的拥堵货车车队产生的实际效应超过了按规范规定计算的汽车荷载效应,多车道桥梁因规范规定的横向折减较多,满布重载车队产生的效应超出更多,并针对这一问题提出了相关建议。     

单亲遗传算法在桥梁传感器优化布设中的应用

将单亲遗传算法应用于桥梁结构传感器优化布设。基于模态保证准则和模态能量准则设计了3个适应度函数,提出两步法采用单亲遗传算法在先对传感器进行定量计算的基础上再确定传感器的位置。通过一斜塔斜拉桥的数值模拟计算,证实了单亲遗传算法、提出的两步法及将模态保证和能量进行组合的评价准则的可行性和有效性。     

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。