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。     

既有钢管混凝土拱桥实时监测评估系统

既有钢管混凝土拱桥实时监测评估系统是对桥址处的温度场、大桥的交通荷载状况及桥梁的静、动力效应实时监测,评估桥梁主体的运营状况。该系统主要由状态监测、损伤报警和性能评估及辅助决策子系统构成,能自动采集、分析和评估结构各类状态数据;判断异常状态并报警;自动探查采集系统故障;灵活设置数据采集时段,长期全面记录桥梁的受荷及响应历史;适时响应中控中心指令,实时查询、分析桥梁的运营状况。通过计算确定传感器的合理布置位置;远程数据传输采用有线数据传输方式。运行结果表明,该系统实现了既有钢管混凝土拱桥运营状况数据和图像的实时联动采集、实时自动传输及桥梁运营状态的远程实时自动监测、性能评估和安全预警。     

沪通长江大桥健康监测系统设计

沪通长江大桥为超千米级的公铁两用特大桥,结合大桥结构特点及运营养护需求,设计研究了健康监测系统。大桥健康监测系统主要针对主航道桥及专用航道桥,该两桥分别布置监测点292个和109个。监测系统采用车-线-桥-环境综合监测模式,全面反映大桥的结构状况及行车状态。监测系统包括数据采集与传输子系统、数据存储及管理子系统、综合报警与评估子系统及用户界面子系统。为提高监测系统的实用性,以现场养护人员易用为目标,研究了大量监测数据快速识别、修正与分析处理的方法,通过综合报警与评估的方式评判结构状态,进而为养护工作提供科学依据。通过与BIM管理系统相结合,实现大桥全寿命期的信息共享与利用,促进桥梁运营维护模式向"预见修"的方向发展。     

桥梁温度测量系统的设计、开发及应用

温度荷载是引起桥梁变形和应力变化的主要荷载之一,因此对桥梁的温度进行监测是桥梁健康状况监测的重要组成部分。本文主要介绍了桥梁温度测量系统的设计及开发,还介绍了该系统应用于大佛寺长江大桥的情况,并对该桥温度测量的结果进行了讨论。     

基于LoRa的城市立交桥远程监测数据采集系统

针对城市立交桥运营期间的结构健康监测问题,基于LoRa无线网络技术设计并研发了城市立交桥远程监测数据采集系统,并进行了工程应用。系统以物联网架构为基础,由安装于城市立交桥现场的传感器数据采集节点、无线传输节点和部署在云端的监测云平台的3部分组成。现场设备通过LoRa技术以星形拓扑结构进行无线组网,将采集的监测数据远程上传至云平台,最终实现了监测数据的自动采集、无线传输、远程监控、智能预警的全功能流程。监测结果表明,基于LoRa的城市立交桥远程监测数据采集系统对提高城市桥梁运营期间的安全管理水平具有积极意义。     

应用于大跨混凝土箱梁桥的BWIM试验研究

桥梁动态称重(BWIM)系统将桥梁结构视为一个称重平台,并以桥梁结构影响线为参照,计算过桥车辆的重量。车辆信息的精确高效获取将对现代交通管理和桥梁健康监测等领域产生重要影响。与理论影响线相比,现场标定的影响线可以更加真实地反映桥梁的受力特性,因而可以获得更好的车辆称重精度。传统的BWIM系统利用安装在路面的车轴探测传感器获得车轴识别信息(轴数、轴距、车速)。为了实现车轴信息的无损探测,该文提出基于快速傅里叶变换的BWIM算法,利用安装在桥底的FAD传感器识别车轴信息,并利用现场标定的影响线识别车辆轴重,将BWIM系统的应用扩展到大跨混凝土箱梁桥。试验结果表明:快速傅里叶变换可以有效提高车轴信息识别精度,对于整体刚度大、横向效应不明显的桥梁,各车道可采用统一的影响线计算车辆轴重和总重。     

桥梁远程状态监测系统的开发与应用

针对重庆市红槽坊立交桥的具体要求开发了一套远程状态监测系统，该系统可以按照预定的周期采集桥梁的奕变、挠度等结构参数，并能够通过公用电话网将采集到的结构信息远程传输至指定地点进行显示和分析。该系统已经安装在红槽坊立交桥上并成功运行了一年多，获得了大量有用的数据。文中还对测量得到的数据进行了讨论。     

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。     

石拱桥裂缝的远程无线监测

超限裂缝是桥梁损伤程度的重要表现.裂缝的安全监测对评价桥梁状况、保障安全具有重要作用.将振弦传感器跨裂缝安装,通过GPRS遥测系统实现远程无线监测裂缝变化,确保成渝高速公路李家院子桥在裂缝超限情况下的安全运营.     

汽车运行状态远程监测系统开发

介绍了汽车运行状态远程监测系统的组成和开发情况。该系统通过车载子系统采集车辆运行过程中的状态参数信息,借助于移动通信技术和计算机通信网络传至监测中心,状态监测与故障预测服务子系统对这些参数进行分析,以达到对车辆运行状态实时监测与故障预测的目的。该系统可以及时发现汽车潜在的故障,并提供警示信息或技术服务,确保汽车具有良好的运行性能,从而防止车辆带＂病＂行驶,避免因车辆故障引起的交通堵塞和交通事故,有利于保障道路交通的畅通。     

桥梁远程状态自动监测技术的研究

根据桥梁测量的实际要求与特点，讨论了桥梁远程自动状态监测技术的相关关键技术，重点分析研究了现场自动测量仪，远程传输模块以及远端自动监控仪3个核心竞争，研究出的系统可以根据预设的周期自动采集桥梁的状态参数，并通过公用电信网在远端自动监控仪的主计算机系统上处理，显示测量结果，并介绍了该技术在红槽坊公路桥上的应用实例。     

G325九江大桥斜拉桥健康监测系统

介绍了G325广东九江大桥斜拉桥健康监测系统。该系统包括传感器子系统、信号采集与传输子系统、信号处理与控制子系统、结构状态评估与维护管理子系统。给出了监测系统各类传感器实测的部分结果,与实际情况对比表明,实测数据真实、有效,满足健康监测的要求。     

光纤光栅传感器在钢桥面铺装长期监测中的应用

钢桥面板在车辆荷载作用下,容易产生较大的局部变形。国内对于桥面铺装应力应变分析多采用有限元,实桥长期监测仍然处于空白阶段。该文依托桃浦路蕴藻浜大桥项目,对实桥监测过程中的传感器布设进行了研究。从不同结构、不同用途传感器选取方面入手,对传感器的埋设方案,安装方法进行详细介绍,为以后工程中传感器使用提供了借鉴。     

东营黄河公路大桥振动监测系统设计与实现

振动监测系统是桥梁健康监测系统的必要组成部分。详细论述东营黄河公路大桥振动监测系统中加速度传感器子系统、数据采集及传输子系统、数据在线分析子系统、数据存储与管理子系统的设计与实现中的关键技术问题,可为同类桥梁振动监测系统的建立提供有益的借鉴。     

基于非接触远程智能感知的桥梁形态监测试验

为进一步提高利用非接触式影像监测大型桥梁安全状态的精度与效率，实现结构健康监测系统兼有经济、可信且全息的技术理论优势，提出依据结构全息影像序列数据的非接触式机器视觉远程智能感知进行桥梁结构全息几何形态监测的方法。通过单机自动巡转桥梁立面动静影像全息监测系统试验装置获取试验桥在各损伤/作用工况下的原始动静影像数据，根据序列数据在时间、空间上具有强关联信息的特性，分别构建降噪及抗扰动单元、欧拉运动放大单元及运动信息提取单元进行全息几何形态测量，以历次试验监测数据为样本数据集，利用分层思想依次建立数据抽样和结构几何信息间映射的数学网络模型，经结构设计不断训练、调试与优化桥梁力学行为智能感知网络，最后获取试验桥在试验过程中的全息变形、全息变形包络谱、全息位移时程曲线。研究结果表明：该方法获得的数据与传统的常规接触式传感器实测值基本吻合，试验桥在各工况下的曲线变化趋势基本一致，全息变形测量值平均误差12.21%，全息变形包络谱测量值平均误差9.06%，全息位移时程曲线测量值平均误差8.55%，对环境规律噪声信号筛除效率为81.9%，基于非接触远程智能感知的桥梁形态监测真实、连续、敏感、较为准确地反映了结构在各损伤/作用工况下的真实形态变化，可为后续进一步研究结构状态演绎以及损伤智能化识别方法奠定基础。     

预应力管道智能压浆远程动态监控系统的设计与开发

为了便于实现对桥梁预应力管道压浆施工过程的实时监控与管理,保证桥梁施工质量,开发了桥梁预应力管道智能压浆远程动态监控系统。该系统通过在线远程监控的方式,监控与记录压浆施工的整个工艺流程,解决了桥梁预应力管道压浆施工质量无法远程联网监管的难题,真正实现了压浆作业的自动化与智能化,通过该系统可以有效地提高桥梁压浆过程的管理水平,为整个桥梁压浆施工提供强有力的保障。     

桥梁结构安全监测的动力响应法与评估系统

针对桥梁管理需要,在国内外现有桥梁管理系统的研究基础上,根据目前的技术条件及经济条件,对桥梁管理的安全动态监测系统进行了研究,明确地阐述了桥梁安全性动态监测与分析系统的概念,进行了该系统的结构设计,并对其核心部分结构安全性评估子系统进行了研究：给出了选取的监测参数、评估框架流程、参数识别方法、承载能力评定、荷载模式识别方法以及结构状态评估方法。该系统的使用可以使桥梁管理者及时了解桥梁结构的工作性能状况,正确作出桥梁维修决策,及时消除结构安全隐患。