重庆菜园坝长江大桥健康监测系统差错控制技术研究

重庆菜园坝长江大桥健康监测系统是一个多参数、包含数百种传感器的复杂系统,其数据可靠性问题是工程实践中必须解决的现实问题。结合数据通信领域的差错控制思想,从系统的角度提出桥梁结构健康监测系统差错控制的基本思想和模型、差错控制机制,从而有望彻底解决重庆菜园坝长江大桥健康监测系统的数据失效问题,提高系统的可靠性,有效降低虚/漏报警率。     

钱江四桥结构健康监测系统及其运营效能综述

结构健康监测对大跨度复杂桥梁结构的安全运营和科学管理有着重大的意义。该文简单回顾了桥梁结构健康监测的发展和存在的一些问题,在此基础上介绍了钱江四桥实时健康监测系统的设计思想和系统构成。     

Bridge Health Monitoring Data Distortion Recognition Algorithm Based on Data Changing Rate

监测信息的数据失真识别是桥梁结构长期健康监测系统的核心问题之一.针对桥梁结构长期健康监测系统监测信息的海量数据中由于仪器设备失效或环境干扰而导致的数据失真问题,结合数据变化率和聚类变化等数学统计方法,提出基于数据变化率的识别算法.该方法主要是对比数据之间的结构特性,首先建立相应结构参数的结构特性数据库,然后训练出该类型参数的安全系数以及变化率阈值,并通过数据库的不断更新和扩大来提高安全系数和阈值的精确性,最后通过验算实时采集数据的变化率是否超过对应的样本阈值来判别该数据是否失真.通过对佛山平胜大桥长期健康监系统采集的主塔偏位和环境温度数据进行失真识别验证,表明了该算法在实际工程中运行的有效性和可靠性.     

桥梁健康监测系统发展回顾

桥梁健康监测是近年来国际上桥梁工程领域的研究热点。为了确保桥梁结构的安全运营,大量的特大桥梁设置了健康监测系统,以便获取桥梁在不同历史阶段的数据。首先介绍了桥梁健康监测系统的概念及其常规监测内容和评估分析方法,归纳了系统优点及存在的问题,回顾了国内外典型桥梁健康监测系统的特色,最后对国内外桥梁健康监测系统的特点进行了总结,提出系统发展前景。     

基于BIM的桥梁结构健康监测运营技术应用探究

依托云南省玉溪市新平县峨德河大桥、华宁县天生桥6号桥和婆兮大桥,构建基于BIM的桥梁结构健康监测运营管理系统平台,整合桥梁竣工档案、桥梁评定和结构健康监测长期跟踪信息,将桥梁全生命周期运行维护数据标准化与融合,通过BIM模型进行三维可视化分析、展示、预警和预测,大大提高桥梁结构健康监测精准度和管理水平,深化BIM技术在桥梁养护工程中的应用,提高公路桥梁运营养护决策优化的科学性和智能化水平,支撑桥梁综合性能的提升。     

蔡家嘉陵江特大桥长期健康监测系统的设计及实施

基于蔡家嘉陵江特大桥工程基础,结合现代化的传感技术和自动远程监控技术,提出基于结构健康评价模型的桥梁长期健康监测系统,研究其各个子模块的集成方案及协同工作。该系统对桥梁结构状态进行长期实时监测与评估,能够在恶劣天气、混乱交通及出现紊乱的运营状态时及时地发出预警信号。通过该系统在蔡家嘉陵江特大桥中的运行实践证明:该系统功能完备、可靠性高,可为桥梁维护、维修与管理决策提供依据。     

基于工业以太网的大型悬索桥健康监测系统的设计与集成

结构健康监测是桥梁日常维护管理的一项重要工作,结构健康监测技术是保障大型结构运营期健康和安全的重要技术。基于工业以太网的大型悬索桥健康监测系统,借助于信息化手段采集科学有效的实时监测数据、查询分析桥梁的"健康状况",有效地解决传统检测手段无法远程获取监测数据和数据计录存储量小且查询分析困难等问题。运用以太网实现了远程管理控制和数据实时同步,满足了"实时、自动、连续、智能、可靠"要求的结构健康监测系统,不仅提高桥梁维护管理的效率,还降低运营维护的管理成本。     

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。     

基于健康监测系统的东海大桥桥梁结构养护管理体系的构健

根据东海大桥的实际情况,构建了基于健康监测系统的桥梁结构养护管理体系,提出了预测式、评估式大桥养护管理策略。以实时监测、定期监测及人工检查相结合的方法,设计了桥梁结构健康监测系统的总体架构,对各子系统的构成及实现方法进行了较为详细的论述。对桥梁数据信息管理系统进行了功能设计,提出桥梁健康状态监测系统的应用方式,扩展并完善了桥梁健康监测的概念。     

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。     

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。     

桥梁健康监测技术研究现状及展望

为进一步推进桥梁健康监测技术的发展,保障桥梁运营安全,依据近20年国内外桥梁健康监测（BHM）领域的学术研究现状,总结了BHM在系统及适用性、结构损伤监测算法、监测数据预处理、损伤结构安全预警及数字孪生技术方面取得的最新进展,确定BHM技术目前的研究热点和未来的发展方向。综合分析表明：在BHM系统及适用性方面,研究结构响应参数与健康指标的关联机制,研发长寿命非接触自动采集的智能传感装置,建立针对多源数据采集、传输、存储、分析、评价、预警于一体的自动化、网络化、智能化综合系统是重点研发方向;在结构损伤监测算法方面,设置针对异质场景的不同人工神经网络及修正方法选择建议集,针对多源信息流构建基于数据驱动与模型修正实时交互的多层级耦合智能算法是主要研究热点;在监测数据预处理方面,进一步研发基于深度学习的多源异构数据融合方法,建立复杂环境影响下的损伤结构动态信号提取算法,实现结构监测数据的精准分离是未来研究的热点;在损伤结构安全预警方面,研究重心集中于预警指标和预警体系的建立以及基于可靠度理论与监测数据的常规损伤安全评估,以结构监测数据反映总体力学行为并结合局部损伤的智能检测信息进行服役性能评价是未来的主要发展方向;数字孪生技术在BHM中尚属起步,将数字孪生技术融入多层级复合算法,建立结构多源异构大数据智能融合机制,形成数字联通、实时互动的智能化桥梁运维监测体系是重要发展方向。     

江阴大桥原结构安全监测系统设计分析

在对江阴大桥结构受力特点进行简要分析的基础上，从大跨桥梁结构健康监测的监测思想、测点布置、测试技术的应用等方面，对江阴大桥原安全监测系统及存在的主要问题进行了分析研究。并从项目选择、传感器布设、网络结构、监测设备的选用、数据采集与监测运行模式、数据存储模式、应用软件设计等方面对江阴大桥原结构安全监测系统进行了比较详细的分析，阐述了江阴大桥健康监测系统升级改造的目标需求，为升级改造工程设计与实施提供了依据。     

长大桥群结构健康监测系统研究及开发

为提升长大桥群结构健康监测综合管理和安全保障能力,通过对江苏高速公路长大桥群结构健康监测系统的研究与开发,提出了一套集成度高、标准化强、可适用性广的数据架构及多功能、多模块化的综合管理平台,以促进长大桥群运行监测与管理水平的提升。     

高墩大跨连续刚构桥施工控制和监控数据的挖掘利用

以主跨150m的连续刚构桥为例,介绍监测数据驱动下的施工控制技术要点,包括施工控制流程和测试方案,并提出了施工监控数据的深度挖掘利用内容和方法。实践表明,通过监测传感器的测试数据、结构数值仿真数据的融合分析,充分挖掘监测数据的冗余性,可以提高监测数据的利用率,进一步提升施工控制的可靠性,增强结构施工监控对施工过程的协助作用。测试得到的施工过程和成桥数据,对结构后期的运营管养安全具有重要作用。     

贵州坝陵河大桥健康监测系统设计

为监测西部山区大跨度钢桁梁悬索桥———贵州坝陵河大桥的运营安全状态,指导其科学管养维护,设计并建立坝陵河大桥健康监测系统。根据桥址环境和结构特点,选定监测内容并确定系统组成,进行各种测点传感器的选择、布设,并制定监测手段、数据采集分析策略及系统传输架构。该系统能实时评判桥梁的安全与健康状况,及时发现和排除安全隐患,为大桥安全运营提供科学保障。     

网络环境下桥梁协同预警系统设计与集成技术

桥梁健康监测系统存在的问题是不支持群体间的协同工作,这一缺陷致不能反映桥梁安全受控的本质,障碍了桥梁健康监测系统的进一步发展。该文介绍了在网络环境下,桥梁协同预警系统设计与集成技术。桥梁预警系统从支持群体的协同工作为目标,首先采用群体内应用C/S结构,群体间应用B/S结构的分布式设计方法建立了网络环境下桥梁与预警系统的体系结构,分析了组成预警系统的各个层次的主要功能,通过对预警系统的业务流程进行分析,认为系统集成的关键技术是接口设计。最后以损伤识别后一个连续梁桥在设计地震下的抗震性能评估为例,对系统的可行性进行了验证。     

洞庭湖大桥结构状态在线监测系统

桥梁结构状态在线监测系统是目前桥梁工程领域的研究热点,其目的是为结构损伤诊断、可靠性评估和维护提供科学的依据和指导。在分析了传统人工检测的不足的基础上,以洞庭湖大桥为例,从适用性和经济性角度,讨论了适于桥梁状态在线监测的监测项目和测量手段,并分析了监测系统结构、网络拓扑结构和通讯技术等关键问题,同时针对现有桥梁结构损伤诊断和评估的不足,提出建立因特网远程监测与分析平台,将异地专家与现场有机联系起来。     

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。