路基沉降远程自动监测系统的研发

研发基于激光测量、先进传感和无线网络等技术的路基沉降远程自动监测系统。监测系统包括表面沉降激光自动测量、路基分层沉降与横向位移同时自动测量、路基横向剖面沉降自动测量和数据采集与无线传输4个子系统。表面沉降自动测量采用激光测量和自动标定技术实现;路基分层沉降与横向位移同时自动测量采用霍尔传感器、激光测距和倾角传感器实现;路基横向剖面沉降自动测量采用主、从电机带动倾角传感器实现。监测系统经实验室验证及工程化设计,在京沪高铁济南西站现场实验,实现了对路基整体沉降、局部沉降、截面内不同层沉降的长期、全面、远程自动监测。     

基于红外激光位移传感器轨距在线测量的研究

激光三角法测量是三维曲面非接触测量的主要方法之一。基于激光位移传感器三角法测量提出了一种用于铁路轨道几何参数在线检测的新型激光位移传感器。该传感器采用红外脉冲半导体激光器和四象限光电探测器,不仅避免了外界杂散光的影响,而且响应频率高,同时避免外界温度的干扰。经过理论分析和现场试验,证明该传感器的有效性和实用性。     

瑞士ELAG ELEKTRONIK AG电子有限公司

瑞士ELAG ELEKTRONIK AG电子有限公司作为OPTIMESS高可靠激光位移传感器研发和生产商,拥有30多年的实践经验,提供非接触激光检测技术解决方案,包括:标准或定制的激光位移传感器,光机电和软件的全套测量系统,生产线与检测架的集成应用等。     

基于激光监测传感器的列车超限监测报警系统设计

列车超限监测报警系统利用激光监测传感器的"监测区"测量功能,根据场地、空间等实际需求,可悬空调节监测超限列车有效区域。该系统由激光监测传感器、激光监测信号处理控制、GPS卫星定位仪和电源控制4部分组成,可无接触测量运行中的列车货物超限并报警。     

采用光纤传感器对既有桥梁加固效果监测研究

介绍测量系统原理,提出光纤传感器在桥梁监测中的布设方案.从挠度分析处理机制、桥梁动载弯矩测量与处理、桥梁横向振幅和自振频率、测量数据方面,阐述采用光纤传感器对既有桥梁加固效果监测原理.采用光纤光栅传感器对桥梁加固前后的挠度、动载弯矩等参数进行监测,可对桥梁加固前后健康状态进行精确判断,建立完整的桥梁加固检测方案,实现对桥梁横隔板加固前后的健康状态评估,为桥梁加固质量评定提供依据,为桥梁新的加固技术提供参考数据.     

光纤光栅传感器在桥梁缺陷检测和结构健康监测中的应用

阐述了桥梁缺陷检测和结构健康监测的背景和意义,介绍了桥梁主要缺陷和结构健康监测内容,并对光纤光栅传感器的结构、工作原理、应用特点及其在国内外实际工程中的应用进行了概述,最后给出了光纤光栅传感器在桥梁缺陷检测和结构健康监测中的应用。     

基于结构实时响应的钱塘江大桥安全监测系统

钱塘江大桥于1937年9月建成通车,是由我国著名桥梁专家茅以升设计并主持施工的第一座双层式公铁两用特大桥,已被国务院批准列入第六批全国重点文物保护单位名单,目前仍承担着铁路运输任务。大桥安全监测系统采用传感器、信号处理、网络通信、计算机及数据分析处理技术,对梁、墩关键部位的振动、应力、位移进行长期监测,并依据规范对桥梁安全状态进行评估。本文介绍钱塘江大桥安全监测系统的基本构成、测试数据分析与安全评估方法。该系统实现了基于桥梁结构实时响应的桥梁安全监测,为铁路老龄桥、病害桥和重点桥梁的运营管理、养护维修提供了一种新的技术手段。     

轮对几何参数动态测量系统

研制的轮对几何参数动态在线测量系统主要由触发系统、轨边测量系统和室内信号采集与处理系统3部分组成.采用4套平行四边形机构和对应的涡流位移传感器,低速条件下实现车轮踏面磨耗与擦伤深度的动态定量测量;采用双激光位移传感器,直接测量车轮滚动过程中踏面到对应激光传感器的距离变化,通过计算得到车轮踏面直径;采用6个激光位移传感器,并通过这些传感器的组合测量,动态得到轮缘厚、轮辋宽和轮对内测距等尺寸.经过现场安装测试,验证了测量方案的可行性,实现了对车轮直径、踏面圆周磨耗及擦伤、轮缘厚度、轮辋宽度和轮对内测距的动态测量.     

基于激光位移传感器的城市轨道交通车辆轮对尺寸在线检测系统

车轮磨损是城市轨道交通日常运营的一大安全隐患。提出了一种基于2D激光位移传感器的列车轮对尺寸在线测量的新方法,阐明了该测量方法的系统构成及在线测量原理。系统由两组激光位移传感器和两组激光对射开关组成,通过激光位移传感器测量轮对外形轮廓线,然后根据踏面几何关系得到轮缘高、轮缘厚尺寸值;提取同一车轮通过该在线测量系统时传感器输出的各时刻轮缘顶点坐标,经时空还原将轮缘顶点变换到同一时刻的轮缘顶点圆上;通过最小二乘拟合圆得到车轮直径。现场试验结果表明,该轮对尺寸在线测量系统能满足轮对尺寸的现场实际测量要求,为轮对尺寸在线非接触式测量提供了一种新的解决方案。     

直线电机气隙在线检测系统设计与实现

为解决直线电机气隙人工检测中存在的检测效率低、检测数据不精准等问题,设计了一种基于激光位移传感器的气隙在线检测系统。该在线检测系统的硬件包括车轮轴位传感器、车号识别装置、可编程逻辑控制器、激光位移传感器等;系统的软件包括数据采集单元、数据处理单元和Web发布单元;系统完成后,进行了实际现场运行试验,结果证实系统的精准性和稳定性能够满足运营检修需求。     

基于光纤传感技术的隧道结构安全监测系统研究

为了动态获取、处理和反馈隧道安全运营情况,基于光纤传感技术和图像匹配技术原理,设计了一种隧道结构安全监测系统。该系统由FBG应变传感器和视频位移计组成,可实现隧道衬砌结构应变、位移的实时远程采集和在线监测,目前该系统已在甘肃陇南两水隧道中应用。研究表明,该系统应变监测精度可达到με级;位移精度可达亚mm级;应变和位移变化在过车后具有较好的归零特性。最后,结合视频位移计和FBG应变传感器在同一点位的数据进行监测,结果表明,该视频位移计与FBG应变传感器波动基本一致,可满足隧道运行期的安全监测要求。     

城轨车辆轮对尺寸在线动态检测系统

提出了一种采用2D激光位移传感器的轮对尺寸在线检测系统。首先介绍了系统的结构,主要由磁钢、车号识别系统、2D激光位移传感器和工控机等组成,然后详细描述了斜入射激光三角法的工作原理,以及轮缘高、轮缘厚及轮径等轮对尺寸参数的测量原理,最后对系统进行了现场试验,试验结果表明该系统一致性优于人工测量,具有快速、准确且可靠等优点,满足轮对测量与维修的需求。     

基于长标距光纤光栅传感器的连续梁桥监测技术

对光纤光栅传感器的原理进行理论分析,提出长标距光纤光栅传感器的概念,提出长标距光纤光栅传感器的制作工艺,分析长标距光纤光栅传感器的应用特点,将长标距光纤光栅传感器应用于大跨径预应力混凝土连续梁桥的施工过程与长期监测,优化提出布设方案及布设施工工艺,对桥梁关键截面的应力监测数据与理论数据进行对比分析,结果表明长标距光纤光栅传感器具有实测数据稳定、可靠、精确和准分布等优点,能实现对桥梁应力、温度等多项内容的实时监测,是一种有效的结构监测传感器。     

高速列车作用下南京大胜关大桥动位移响应分析

基于南京大胜关大桥健康监测系统的速度监测数据,获取桥梁各部位在高速列车作用下的准静态位移响应和自由振动位移响应。讨论桥梁结构准静态位移响应、自由振动位移响应与位移动力系数的空间分布特征。建立桥梁结构在高速列车作用下的准静态位移响应、自由振动位移响应与位移动力系数概率密度模型。研究结果表明:南京大胜关大桥的主梁横向、墩顶纵向的准静态位移响应幅值与自由振动位移响应幅值存在桥梁中部(中间墩处)响应最大的空间分布特征;在长期运营过程中,南京大胜关大桥各部位单次过车的准静态位移响应服从Log-Logistic分布,自由振动位移响应服从t Location-scale分布,位移动力系数服从Burr分布。     

梁式倾角传感器在桥梁状态长期监测中的应用

对于既有和在建的高速铁路桥梁,目前尚没有一套技术以及经济上均可行的监测体系可以对其运营状态实施长期、系统化的安全监测。本文通过理论分析和模拟试验研究表明:采用技术和经济性能好的梁式倾角传感器对桥梁上部结构转动变形进行测试,可以计算出桥梁挠度变形曲线和墩台相对沉降,进而达到掌握桥梁运营安全状态的目的。配合数采设备与监测平台的使用,可以实现对大量桥梁运营状态的长期、系统化的安全监测。     

铁路隧道基底结构补强过程中的变形监测与控制

由于受冻胀和地下水冲蚀作用铁路隧道中轨道板整体下沉,因此采用"锚注一体化"的方法填充轨道板底部裂隙,对基底进行补强。本文分别采用数字图像相关监测系统和激光位移监测系统对注胶过程中轨道板抬升进行实时监测。监测结果表明:基底结构补强过程中裂隙被胶水填充且撑大,使轨道板抬升,当抬升至1 mm的警戒值时停止注胶,轨道板缓慢下降,最后抬升位移趋于稳定; DIC监测系统和激光位移监测系统在轨道抬升监测与控制中具有良好的可靠性和稳定性,可应用于实际工程监测,为后续工程施工提供保障。     

基于OpenGL的大跨桥梁健康监测系统动态仿真模拟研究

桥梁健康监测逐渐成为土木工程界研究的又一热点,而GPS定位技术的飞速发展正好给桥梁健康监测注入了新的血液.从桥梁健康监测系统的设计准则出发,提出了一套完整的基于GPS大跨度桥梁健康监测系统的总体设计方案.基于OpenGL技术,以三跨两铰悬索桥为例,开发了一套桥梁位移实时监测的动态演示系统.     

桥梁结构健康监测基于相关性分析的多源数据预测算法研究

通过大数据预处理和分析技术,对位移、应变、风速、温度、湿度和索力等桥梁监测数据进行分析。首先使用傅里叶变换和小波变换,分析了不同监测数据类型之间的相关性,之后通过Bi-LSTM多源预测模型验证了相关性分析的结论。结果表明：位移信号与温度信号之间具有负相关性、位移信号与湿度信号具有正相关性,引入相关性强的桥梁监测数据建立多源预测模型能有效提高预测精度。研究结果对桥梁结构健康监测数据的关联分析与挖掘有参考价值,可为桥梁的日常养护、监测运营和应急管理提供决策依据。     

地铁暗挖车站过既有桥桥桩施工技术

结合北京地铁十号线呼家楼车站穿越桥梁桩基的施工实例，介绍了通过洞内加固和施工监测，控制邻近桥梁桩基沉降和位移，确保桥梁和车站结构安全的施工技术。     

高速铁路桥梁健康监测数据采集系统设计研究

结合高速铁路桥梁健康监测的特点,从硬件和软件两个方面设计数据采集子系统;首先,分析各个监测项目中的传感器,以及传感器的选用原则和输出信号的特点,在此基础上进行数据采集系统的硬件设计;然后,比较各种数据采集软件设计平台,提出利用软件进行数据采集的模拟,详细论述各个模拟模块的建立过程;最后利用所述方法为某高速铁路桥梁设计了数据采集子系统,系统的建立为高速铁路桥梁健康监测理论研究提供了方法,为同类型数据采集系统设计提供参考。