基于NRTK技术的GNSS在桥梁结构变形监测中的应用研究

研究了一种基于NRTK技术的GNSS在桥梁结构变形监测中的应用。通过模拟实验和实桥实验,对GNSS测量过程中的噪声特性进行了分析,并给出了降低测量背景噪声的小波滤波处理方案,提高了NRTK技术在桥梁结构变动态监测中的测量精度,研究结果表明:采用NRTK方案监测精度达到毫米级,能准确监测出低于10 mm的桥梁结构振动,完全满足动态监测需求。通过构建小波滤波方案,能有效降低多路径误差、延时误差、设备随机误差,造成结果的不精确性;利用石桥验证,NRTK监测结果标准差低于1.8 mm,峰值误差保持在2 mm以内,相关系数均高于93.4%,完全能满足实际用用需求。     

三维激光扫描技术在危旧桥梁健康监测中的应用研究

针对现有桥梁健康监测手段主观性强、使用限制大、耗时长和经济性低等缺陷,以大邑县虎跳河大桥为试验对象,采用三维激光扫描技术进行危旧桥梁健康监测研究.通过控制测量、靶标布设、数据预处理、拼接优化等过程控制,使得2次扫描采集点云的拼接精度均优于1.5 mm;通过一定宽度的固定面分割点云数据,采用外侧点绘制桥梁的横断面图和桥墩轮廓线,最低点绘制拱肋拱腹线,复原了桥梁缺失的二维图件,并将拱腹线和轮廓线应用于后续的桥梁变形分析;通过点云结合影像数据制作正射影像图,采用边缘增强和雕刻化的图像处理方法增强病害表征,而后进行裂缝、水迹线、缺陷等的识别、测量和变化对比;利用点云数据制作的桥面模型进行垂向变化对比,结果显示桥墩附近沉降较小,在士1.5 mm内,桥台部分沉降较大,部分区域大于土8.0 mm,-3.0～0.0 mm沉降范围占比最大,达72.03％;通过拱腹线不同跨径位置进行垂向位移分析,结果显示平均沉降为5.08 mm;通过定距等分点的桥墩轮廓线位移分析,结果显示平均水平位移为3.56 mm,位移为0.02～6.24 mm的区间总占比达89.95％;通过桥墩轮廓线计算质心点进行水平位移分析,结果显示桥墩质心向213.81°,即虎跳河下游移动了3.11 mm,位移量结果与轮廓线分析的平均值接近.     

欧拉运动放大算法在桥梁振动分析中的试验研究

为发展新的桥梁动态位移识别和分析方法,解决桥梁非接触式动态位移测量中的振动显微问题,将欧拉运动放大算法应用于桥梁振动分析。首先利用普通摄像机连续采集一系列桥梁数字影像。而后通过欧拉运动放大算法,对桥梁的连续图像序列进行空域分解,使用对微弱运动敏感的时域带通滤波器进行滤波,得到连续图像序列中的微小振动,再对低频的振动信号采用信号放大处理。随后,通过对振动放大后的数字影像进行帧数分解,获得常规视频采样频率下的桥梁试件振动时间历程序列,最后通过对图像序列中标记点的边缘特征分析,得到了试验桥梁标记点的动态位移测量结果。通过与位移传感器测量结果和百分表的比较,证明所采用和提出的分析方法是可行的,能够满足桥梁动态位移测量的应用需求,也能够针对桥梁的某些振动特性开展初步的定量分析,做到对桥梁结构的微小振动位移进行识别。     

基于压力变送器的主梁挠度监测系统动态性能研究

为研究基于压力变送器的竖向位移监测系统进行动态位移监测的适用性,以桥梁健康监测中常用的主梁挠度监测系统为对象,采用正弦波位移加载方式,研究影响监测系统位移振幅比的因素,并根据一阶系统传递函数分析其时滞常数和幅频曲线。结果表明:水管长度、水管材质、水柱高度、位移幅值对位移振幅比的影响很小,加载频率是主要影响因素;时滞常数随被测点竖向位移动态频率的增大而增大,频率不大于0.2Hz时,时滞常数可按13.3s取值;要求振幅比不小于0.95时,频率不应大于0.025Hz。     

GPS桥梁监测系统的构建及其在某大桥中的应用研究

基于对目前大型桥梁动态位移监测手段的优缺点总结,构建了GPS桥梁监控系统,详细介绍了该系统的测量原理、系统组成、数据处理方法及注意事项等。以江苏某大桥为例,对测量原始数据进行傅里叶转换,并对数据进行了频谱分析。为了研究该系统的测量精度,将其与有限元理论计算结果及荷载试验得到的基振频率进行比较,其误差分别为0. 48%和8. 04%,表明该系统的测量结果是稳定且精度较高的。     

基于GPS技术的江阴长江公路大桥动力特性分析

依据GPS系统获取江阴长江公路大桥实时动态监测数据,通过频谱分析得到桥梁结构的自振频率,经与有限元数值解和采用传统加速度传感器法得到的实测值进行对比,结果表明GPS传感器法可以监测到江阴大桥的实时动态三维位移,以及部分桥梁振型频率,且与传统方法吻合良好,是一种值得推荐的新型大桥动力特性监测手段。     

移动卡车荷载作用下混凝土路面的结构反应

静荷载作用下混凝土路面的性能与破损的研究已有很多,而混凝土路面动态反应方面的研究却很有限,使得对于在哪种荷载类型(静态或动态)下,混凝土板的挠度或挠曲应力更大的观点不同。该研究中,修建了一处由两段钢筋混凝土路面和两段普通混凝土路面组成的试验段,对其在准静态和动态卡车荷载作用下进行试验,卡车荷载在检测路面的预定位置以5～55km/h的速度来回行驶。为了监测路面反应,沿试验段安装应变片和位移传感器,记录试验段的时程反应,用以验证用Ansys平台开发的有限元模型,用这个模型对影响混凝土路面动态反应的那些参数进行敏感性分析,结果表明混凝土路面设计中动态放大的显著性。     

运营车辆荷载作用下大跨PC梁桥动挠度特性研究

针对运营车辆荷载作用下大跨PC梁桥动挠度特性问题,以琶洲大桥和洛溪大桥为背景工程,采用有限元计算和现场试验获取其车辆荷载动挠度,并分别在时域和频域,重点研究了运营车辆荷载作用下动挠度的统计特征和频谱特性。研究结果表明,模拟车辆荷载作用下的动挠度与实测动挠度吻合较好,两座背景桥的动挠度计算值以及实测值的均值和方差均在3～5mm范围内,均方差在2mm左右,变异系数超过50%,说明在大跨PC梁桥挠度监测时,不能忽略运营车辆荷载作用下桥梁结构挠度的动态效应,应采用动挠度来表征桥梁结构变形。功率谱密度曲线呈多峰分布,幅值谱属双峰分布,幅值谱主要频率集中在结构振动一阶频率及三阶频率附近。研究结果可为桥梁结构动态挠度监测方法研究和挠度成分分离研究,提供科学依据和基础数据。     

基于自动化监测系统的某大跨度悬索桥维修加固分析评价研究

在对某大跨度悬索桥进行维修加固期间,采用自动化监测系统对大桥钢箱梁加固前、中、后等全过程环境荷载和结构响应情况进行持续伴随监测,掌握桥梁加固全过程监测数据变化情况,并对加固前后的梁端纵向位移、主梁挠度、塔顶偏位和桥梁动力特性等特征参数进行对比分析,从桥梁整体刚度、振动特性等方面评价大跨度悬索桥加固后的结构状态。结果表明,钢箱梁维修加固对大桥梁端位移和主梁挠度位移幅度和振动频率无影响,加固后索塔偏斜符合索塔变位规律,各阶频率未发生较大变化,本次钢箱梁维修加固未影响大桥整体结构特性。     

GNSS-RTK在大跨斜拉桥施工期位移监测中的应用

为实现大跨斜拉桥施工期关键结构位移自动化监测,在桥塔塔顶和桥面吊机顶部布置GNSS测点,建立施工期全球卫星导航系统实时动态差分(GNSS-RTK)监测系统。该系统采用小波变换进行数据预处理,根据吊机顶部位移与主梁变形关系,分析吊机走行、节段吊装、环缝焊接、斜拉索张拉等典型工况下的监测数据,为结构状态的实时评估提供依据。武汉青山长江公路大桥应用结果表明:该方法能有效监测塔顶和悬臂前端的三维空间位移,有助于结构状态的实时评估和快速施工;Haar小波可用于大量数据自动化分析中典型工况的时间定位,dbN小波可用于位移信号的低通滤波;有必要进行位移的结构温度效应修正以提高监测精度。     

武广客运专线红粘土动力特性试验研究

通过对武广客运专线咸宁、泉口工点石灰岩类红粘土进行的大量动三轴试验,得到了不同试验条件下红粘土的Ed-εd曲线、τd-lgNf曲线与动强度指标。探讨了围压、固结比、振次、土性等对红粘土动力特性参数(动强度、动强度指标、动模量等)的影响,并给出相应的影响曲线。验证了红粘土动本构关系仍可用R.L.Kondner双曲线模型进行描述。     

灰土改良土动力变形特性试验研究

通过动三轴试验,研究了灰土改良土在动荷载作用下的变形特性,以及围压、掺灰比及龄期对动弹性模量的影响。研究表明:灰土改良土的动变形与动应力水平及动荷次数相关;其临界动应力随围压及掺灰比的增加而增加;最大动弹性模量随围压、掺灰比及龄期的增长而增长;Ed/Edmax与动应变εd关系曲线具有良好的归一性。     

动荷作用下路面材料阻尼特性分析

系统地分析了动荷载作用下材料阻尼的微观机制及其变化规律，着重讨论了阻尼对路面材料动力响应的影响及其对外动荷载的应力依赖性，并介绍了适用于工程建设中不同建筑材料粘弹特性的动本构模型。     

海口红土动孔隙水压力特性分析

地震是群灾之首,而海口市是全国省会城市中设防烈度最高的城市。通过室内动三轴试验数据,分析海南区域性特殊土——红土的动力特性;选取规范法为破坏准则,分析了海口红土在各种影响因素下动孔压的特性。对超固结土孔压增长机理进行分析。描述了海口红土动孔压硬化型曲线增长的三个过程。根据张建民提出的动孔压模型,对海口红土进行分析,获得模型参数。     

基于灵敏度分析的发动机机体动力修改

建立了某大功率柴油机机体的有限元模型,并用模态试验证实了其可靠性,在该有限元模型的基础上,进行了动态响应分析及灵敏度分析,并在分析结果的指导下进行了机体的动力修改,从而为整机的动力学仿真研究奠定了基础。     

交通荷载下石灰改良软土路基的动力特性试验研究

以上海宝山区某软土路基为对象,采用石灰进行改良,对石灰改良软黏土开展了动三轴试验,研究了在不同掺灰量、围压和固结比条件下,石灰改良路基土的动强度和临界动应力特性.试验研究结果表明:掺灰量、围压和固结比对石灰改良土的动力特性有较大影响,动强度与临界动应力随着掺灰量、围压和固结比的增加而增大;围压对临界动应力的影响最大;较大围压时,对于掺灰量一定的石灰改良土,其临界动应力保持在相对稳定水平.     

动应变测量在桥梁动挠度识别中的应用分析

随着桥梁的发展,桥梁的问题也逐渐增多,近年来,我国出现了多起桥梁安全事故,主要是因为桥梁的变形产生,而挠度为桥梁变形的指标,故研究梁的挠度识别很重要。首先,通过分析和介绍位移模态理论与应变模态理论的异同点,以及应变模态理论得到梁的应变模态的表示,在此基础上,提出了互关函数在梁动挠度识别中的应用。然后,通过以实际工程为研究对象,按照1∶10的比例建立桥梁实验模型,桥梁模型全长10m,截面积为2.52cm^2,高50mm,将其分成20段,每0.5m为一个单元,计算其挠度。最后,进行实际桥梁验证,将实际桥梁的测量值与桥梁模型的挠度计算值进行对比。通过实验得到,对梁施加脉冲荷载研究其动挠度的识别值与精确值之间的吻合度,并且得到测量点的布置对吻合度的影响。对梁施加动荷载,即EL CENTRO地震波,通过对比研究动荷载作用下,动挠度的识别值和精确值之间的吻合度,得到互关函数法在动挠度中的应用,对同类型的研究具体一定的参考价值。     

固化粉煤灰动力特性试验研究

结合镇江城市道路路基处治项目，进行了固化粉煤灰的动三轴试验，分析了固化粉煤灰在重复荷载作用下的永久变形及动力特性，研究固化粉煤灰弹性应变、累积塑性应变、临界动应力和动回弹模量变化规律，论证了固化粉煤灰作为城市道路路基填料的可行性：结果表明：动应力是影响固化粉煤灰的动回弹模量大小的主要原因，其临界动应力值在90～100kPa之间，动态特性完全满足城市道路路基的设计要求,研究结果对类似工程研究具有借鉴意义。     

内燃机动态测试装置及动态试验方法研究

通过对内燃机动态测试装置的研究，并与传统的动态性能测试方法相比较，分析了基于该测试装置可进行的内燃机动态试验方法．包括模拟整车试验、电控内燃机的优化匹配试验、内燃机排放实时测试试验等。     

斜拉桥动力特性分析

为确定使用15年后永和斜拉桥破损诊断所需要的“参考基”,该文建立了双索面通过刚臂与主梁及边梁相连的三梁式力学模型,采用ANSYS结构分析程序对永和斜拉桥进行动力分析,对其振动模态参数（频率、振型及阻尼）进行识别,与动力测试结果进行对照表明,该文计算结果可作为斜拉桥完好状态下的动力“指纹”;该结果为永和斜拉桥养护维修方案提供了技术支持,具有理论与实用价值。