大佛寺长江大桥远程状态监测系统开发及实现

针对大佛寺长江大桥的实际情况和具体要求进行了远程状态监测系统的开发,该系统包括现场监测子系统和远程监测子系统。现场监测子系统可以通过安装在桥梁关键部位的光纤应变传感器、光电连通管式挠度传感器、温度传感器等获得桥梁的状态信息并存储,还可以通过光缆将信息传输到远程监测子系统以供分析桥梁的安全状态。整个系统已于2002年底安装在大佛寺长江大桥上。     

基于自动补水的连通管式桥梁挠度监测系统

连通管式桥梁挠度监测系统在使用过程中因液位蒸发导致连通管内的液体逐渐减小,会引起系统失去功能或存在液位过低导致的测量误差。为了解决该类问题,该文提出了一种基于自动补水装置的连通管式桥梁挠度监测系统。开发了以半导体制冷原理为基础的自动补水挠度监测装置,并进行了试验室自动补水试验测试,结果表明:单个补水装置产水量为1.43 mL/h,能够实现连通管式桥梁挠度监测系统的自动补水任务。通过在云南某桥进行应用示范,证明该种自动补水挠度监测系统工作良好,具有可实用性。     

基于支持向量机的桥梁挠度传感器自适应修正方法研究

通过分析连通管式挠度测量原理,对挠度修正方法进行了改进。为避免现有方法需要对初始状态参数求取,引入了支持向量机模型以求得挠度传感器更换后的理论值,进而得到挠度偏差Δf。本方法不受温度及工况的限制,具有一定的自适应特性。多次实验结果显示现有方法和本方法的均方误差分别为0.785312和0.329756,说明本方法明显优于现有求均值的方法。     

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。     

基于压力变送器的桥梁挠度监测系统研究

挠度反映了桥梁结构的整体刚度，是评价桥梁安全性的重要依据。参考国内外桥梁挠度监控系统的最新发展状况，对钢桁架拱桥的挠度监测系统加以研究，提出挠度监测系统的方案一为桥梁挠度的实时监控及桥梁结构状态的健康监测提供第一手依据。     

杭州湾跨海大桥监测系统中应变传感器的优化布点

传感器优化布点问题是大桥监测系统的重要研究课题之一,针对在建的世界上最长的跨海大桥之一———杭州湾跨海大桥,对健康与安全监测系统中应变传感器的优化布点问题进行了研究,该文主要通过基于结构应变模态得到的广义应变能密度对桥梁应变传感器布点进行分析,并且综合考虑实际测试的情况,结合恒载作用下结构的应变情况,得出大桥应变传感器的布点,实现结构状态信息的最优采集。     

基于连通管原理的港珠澳大桥荷载试验挠度测试的应用及精度分析

以港珠澳大桥主体工程青州航道桥为实例,分别使用连通管桥梁挠度测量系统及电子水准仪对荷载试验中关键的挠度测点进行了检测,并对两种检测结果进行了比对.结果表明,连通管法及水准仪法结果高度吻合,误差均在1％以内.该结果对连通管法在桥梁荷载试验挠度检测的使用有着重要的借鉴意义.     

大跨度桥梁挠度监测方法评述

介绍现有大跨度桥梁挠度监测各种方法的原理和技术特点,以及各种方法在大跨度桥梁健康监测系统中的应用情况,对比分析各种方法的优缺点、改进方向和发展趋势。根据大跨度桥梁健康监测系统中挠度监测方法的统计数据可知,连通管法近年来的应用愈加广泛,文中介绍了解决其进行动态挠度监测的关键问题、发展前景和一些初步成果。     

位移数据分析在实桥监测中的应用

针对国内某实桥A四个伸缩缝位移测点监测数据不一致的问题,采用多测点数据融合分析方法,研究实桥A两岸位移监测数据的差异性及关联性,结果发现主桥B2岸桥头伸缩缝位移监测值波动剧烈的异常征兆。桥梁结构专家质疑是否因桥梁结构约束体系发生改变引起,现场复核后确认是由桥梁辅助墩支座损坏引起的。由此可见,多测点位移监测数据融合分析方法能从区域化、整体化上发现结构异常,可更加准确、有效地判断桥梁运营状态。     

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。     

基于统计及形态特征指标的桥梁线形监测评估

为探讨大跨度桥梁线形实时在线监测及安全评估方法,以武汉阳逻长江公路大桥为工程背景,建立了液压差半封闭式连通管线形监测系统,介绍该桥健康监测系统中线形监测的测点布置、采集方案策略,重点研究了以统计及形态特征为指标的桥梁线形监测加权评估方法。研究表明:该系统能够实时在线监测并评定桥梁线形变化特征,且测试精度高、长期稳定性好;统计及形态特征指标集单个测点与全部测点数据评估为一体,可有效运用于大跨度桥梁线形监测的状态评估。     

面向桥梁全寿命期监测系统软件的架构设计

桥梁全寿命期的监测系统多种多样,其软件架构趋于近似且有部分功能相同,存在重复研发、可扩展性及复用力度弱、系统开发和运维代价高等弊端。介绍了一套面向桥梁全寿命期监测领域、基于可复用子系统的软件架构。该软件架构在武汉智慧桥梁管理等系统中得到应用,充分验证了架构的合理性和实用性,对桥梁全寿命期监测领域的研究和应用开发具有良好的借鉴意义。     

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。     

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。     

大数据背景下的桥梁结构健康监测研究现状与展望

结构健康监测（SHM）技术在许多大型桥梁的运营养护管理中均有应用，但已有监测系统积累的海量数据并未被充分解读。为将大数据技术引入到桥梁SHM数据的处理分析中，首先总结大数据的概念和构成要素；然后分析SHM数据的工业大数据属性，梳理桥梁SHM大数据的研究方向；随后综述包括处理技术和分析方法在内的大数据技术在桥梁SHM中的应用现状，在由数据预处理、数据融合、特征工程、模式识别、可视化构成的大数据分析流程中提出SHM大数据研究的需求和应用场景；最后对大数据技术在桥梁SHM中的前景与驱动力进行展望和讨论。结果表明：SHM大数据研究应以结构状态评估为落脚点；大数据处理技术在SHM的系统框架搭建及数据分析能力扩展方面虽已得到较多应用，但其并非SHM大数据研究的重点；SHM数据融合对大数据分析方法有迫切需求，以实现桥梁SHM数据与外观检测等多源异构数据的多层面融合；深度学习、集成学习为结构状态敏感特征的提取提供了新的算法；有监督、无监督机器学习方法结合海量SHM数据将对结构状态评估下的模式识别问题形成更全面的认知；异常识别、相关分析、迁移学习等方法可为实桥SHM损伤识别提供支撑。研究结果可为SHM领域的大数据研究提供参考。     

无风撑系杆拱桥健康监测系统设计

随着我国桥梁技术的不断发展以及人们对美观要求的不断提升,各种新颖桥梁被设计建造出来,针对大跨径桥梁有必要建立与其配套的健康监测系统.结合中承式无风撑系杆拱桥受力特点、振动特性、易损部位,设计监测系统硬件布设方案;该监测系统包括硬件布置、数据采集、数据传输、数据存储、状态评估以及预警信息发布.基于监测系的采集数据,可对桥...     

桥梁信息管理与健康监测系统设计与开发

为实现桥梁从施工期到运营期信息化、数字化和智慧化管理,通过桥梁信息管理与健康监测系统的设计与开发,即按照全面的桥梁基础资料管理、长期运营监测数据与定期检测成果相结合、定期检测成果与加固维修措施相结合的原则,实现了桥梁全寿命期的一体化信息管理系统的融合及应用。系统提供了监测管理模块的多源数据采集、测点管理、图形绘制、监测预警,检测管理模块的移动端病害录入、技术状况评估、历年病害统计对比,加固维修管理模块的对策措施和费用匡算等功能。依据桥梁长期监测数据、检测病害,可综合评判桥梁健康状况,为今后开展桥梁养护管理及加固维修提供依据,有效提升桥梁运维管理水平。     

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。