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。     

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。     

BJQN-V型多点动态位移测量系统在桥梁检测中的应用研究

为探索BJQN-V型多点动态位移测量系统在桥梁荷载试验中的适用性,从测量原理和测量特点入手,结合该系统的测量原理和桥梁荷载试验的特点,文中对可能影响该系统检测结果的主要影响因素进行了分析。并通过某3跨(50m+85m+50m)连续梁桥成桥试验对该系统的实测性能进行了验证。     

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。     

动态交通荷载监测系统在桥梁工程中的应用

以某斜拉桥健康监测系统为基础,介绍了动态交通荷载监测系统的应用。通过动态交通荷载监测系统,得到特定情况下行驶车辆的出现及车辆的重量、车速、轴距、车辆类型以及有关车辆的其他参数。同时通过实际车辆荷载作用下桥梁结构响应与计算值的比对,得出桥梁结构实际承载能力情况,为今后该地区公路桥梁的运营提供真实的荷载依据,同时也为桥梁结构整体性能评价提供参考。     

基于荷载试验和监测系统的某大跨度悬索桥结构状态评估

为进一步了解大跨度桥梁的结构状态,本文通过对桥梁荷载试验期间的监测系统实时监测数据、现场试验测量数据和大桥有限元模型模拟计算数据的对比挖掘分析,以定量化的形式通过与结构状态相关的参数指标,评估桥梁的结构状态。以国内某新建大跨悬索桥为例,通过安装的健康监测系统采集桥梁在静载试验条件下各控制截面的挠度、应变、振动等结构响应实时监测数据,计算桥梁挠度和应变特征值,采用频谱分析等方法计算大桥的模态参数,然后基于挠度、应变、模态参数的监测结果与现场试验测量结果、有限元模型计算结果的对比分析,并参照现场荷载试验评定方法,评估桥梁的结构状态。实验结果表明:监测系统时程数据可观测到明显的加载和卸载情况,监测系统运行良好,在试验荷载下桥梁处于弹性工作状态,整理受力状态良好,大桥结构整体刚度满足设计荷载的正常使用要求。作为新建桥梁,该评估结果还可作为桥梁的初始状态,作为后续评估桥梁结构状态和健康监测系统工作状况的参考基准。     

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。     

基于GPS(RTK技术)的江顺大桥空间位移变形监测系统

随着全球定位技术的发展,空间位移监测已被广泛应用于桥梁结构的安全与健康监测。该系统可以实时测量地球表面点的三维坐标,并使用差分定位,精度高达厘米,并且不受天气和能见度条件的影响。本文介绍了江顺大桥结构安全与健康监测系统,介绍了桥梁空间变形监测的技术特点和监测方案设计。根据建立的结构自动化实时监测系统,对从桥梁各结构监测点得到的数据进行统计分析。结果表明,全球定位技术可以实现对桥梁空间变形的实时动态监测和状态评估。     

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。     

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。     

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。     

光纤光栅测力环在悬索桥索力监测中的应用

桥梁索力监测一直是工程界亟待解决的难题。现有检测手段仅能用于短期测试,无法满足工程长期测试需求。提出了一种基于光纤光栅传感技术的差动式结构的测力装置—光纤光栅测力环,该装置运用了光纤光栅传感新技术和差动式结构设计,解决了索力长期监测的技术瓶颈,即信号的远距离传输和温度补偿。试验研究表明,该测力环信号传输距离超过10 km,温度补偿误差不超过满量程的0.1‰/℃,而且测量精度高,长期稳定性好,可以实现索力的分布式测量。该装置应用于阳逻悬索桥的锚跨索力测量,安装使用方便,实现了索力的远程、长期、实时在线监测,满足了工程测试需求。     

温度效应对箱形梁桥施工监控影响的研究

在箱形梁桥悬臂施工中,监控精度受多种因素影响。其中,温度效应的作用较大,且温度变化对桥梁结构挠度和受力都将产生影响。那么,对箱形梁桥监控中温度应力的分析显得更为重要。现基于有限元方法,按照设计温度梯度变化进行数值分析,进而探索温度荷载作用,施工过程中悬臂箱梁顶板和底板的应力变化规律。基于此,确保箱形梁桥施工的受力安全,并有益于桥梁线形的合理控制。其研究成果可为箱形梁桥施工监控提供一定理论和技术支持,且对提高箱形梁桥的耐久性具有重要意义。     

基于液-气耦合压差原理的桥梁挠度测量系统研究

为改进现有桥梁挠度测量方法的不足,在开放式连通管测试法的基础上,基于液-气耦合压差传递机理,采用微压差传感器及RS-485总线等测量及传输技术,研制了一种半封闭式桥梁挠度及线形测量系统,其最高测量精度为0.1mm.该系统已于2008年底至2009年初应用于武汉天兴洲公铁两用长江大桥、重庆朝天门长江大桥及南昌洪都大桥等10余座桥梁的挠度测试中.实桥运用表明:该系统可对桥梁挠度、线形进行高精度、高效率测试,可有效应用于桥梁检测及长期健康监测中的桥梁挠度及线形测量.     

基于云平台的中小桥梁监测系统架构方案研究

我国中小桥梁量大面广,但普遍没有安装运营监测系统,其技术状况和运营安全难以得到有效监控。针对中小桥梁(群)运营监测,提出一种基于云平台的虚拟监测系统架构方案,并将该方案与现有传统技术方案进行比较。研究认为,基于云平台的架构方案在硬件成本、软件成本、部署效率和系统稳定性等多方面均具有优势,有望在中小桥梁(群)运营监测中得到大规模推广应用。     

桥梁施工控制中结构温度无线测试系统的研制

大型及特大型桥梁施工过程中,混凝土结构的温度是一个非常重要的参数,因此对温度的测试是施工控制的重要组成部分。介绍一种高效无线温度测试系统的设计、开发及其实桥运用效果。     

基于车辆响应的桥梁间接测量与监测研究综述

中小跨径桥梁量大面广且维护投入相对较少，如何实现快速、经济且准确的状态评估与损伤诊断是交通基础设施管理中亟待解决的关键问题。2004年，Yang等首创了基于车辆响应的桥梁间接测量法（也称“车辆扫描法”），因具有高机动性、快速、可连续测试等显著优点，在国内外备受广泛关注与推崇。为了推动桥梁驱车间接测量法的技术落地并探索其未来发展方向，综述了国内外基于车辆响应的桥梁间接测量与监测研究进展。首先，对基于车辆响应的桥梁间接测量理论进行简述，通过解析推导验证了利用车辆响应间接识别桥梁模态频率与振型的可行性，揭示了该方法的核心原理；然后，回顾了间接测量法在识别桥梁模态参数（频率、振型、阻尼比）、损伤和桥面不平整度等方面的理论和数值研究进展；最后，综述了基于间接测量法的模型试验和和现场试验现状。文献综述表明：基于车辆响应的桥梁间接测量与监测方法，在桥梁快速检测与损伤诊断中具有显著优势和广阔应用前景，有望为量大面广的中小跨径桥梁的检测监测与管理维护提供一套快速、经济且准确的技术方法。     

基于数字散斑相关方法的中小跨径桥梁挠度测量系统研究

针对中小跨径桥梁的挠度测量,研究一套基于数字散斑相关方法的测量系统,并通过实桥试验,比较该系统与全站仪的测量结果,验证数字散斑相关方法在中小桥梁挠度测量中的可行性。     

卡尔曼滤波在光纤测温隧道火灾监测系统中的应用

公路隧道具有结构封闭且狭长的特殊性,隧道内的环境温度监测系统,需要在保证连续实时测量的同时,不引入额外风险。光纤测温技术具有测量连续实时、现场无需供电等优点,适合用于公路隧道的环境温度监测。所以对测温信号进行合理的处理和分析,提升监测的有效性,是需要重点研究的问题。文中采用卡尔曼滤波方法进行光纤测温系统的滤波降噪,并与现有方法进行比较,由实验结果可得,采用卡尔曼滤波方法的测温系统,其工作效果具有更好的实时性和灵敏度,可对高速公路隧道中的温度异常情况进行及时有效地反馈。