运营桥梁抬桩加固既有桩基础沉降分析及监测研究

为研究运营桥梁抬桩加固施工引起的既有桩基础扰动对结构安全性的影响,以沪渝高速(G50)太湖大桥抬桩加固施工为背景,采用有限元软件建立桥墩和基础(一半结构)有限元模型,分析抬桩施工过程桥墩位移规律和既有基桩弯矩;抬桩施工过程中,基于现有流体静力水准系统(HLS),在墩身内侧布置2个监测点,进行墩身沉降在线监测。结果表明:抬桩施工过程对既有桩基础沉降无影响,承台扩大后改善了既有基桩抗弯性能;监测期间,施工和车辆荷载对既有桩基础(桥墩)沉降的影响表现为数据整体平稳基础上的波动,无施工及车流量小的夜间,消除弹性变形(沉降)后的最终平均沉降约1.2mm;采用高精度的HLS可实现施工过程中桥墩(基础)沉降的在线监测,提高了效率,综合保障了运营桥梁的安全。     

混凝土桥梁裂缝宽度监测与预测研究

桥梁裂缝宽度是混凝土桥梁结构在运营阶段的重点观测参数。针对目前监测系统中频繁出现的预警误报情况,本文提出了一种基于中值滤波和非线性自回归神经网络法(NARNN)预测桥梁结构裂缝的方法。选取某混凝土梁桥的4条裂缝数据进行预测,并对输出值与目标值比较及均方误差(MSE)进行精度控制和检验,发现该方法可有效地预测桥梁结构裂缝宽度,可减少监测系统中预警误报的情形。     

地铁隧道施工对既有桥梁结构安全影响分析

地铁隧道施工会对现有桥梁结构产生影响,为保证桥梁结构的安全,采用有限元程序,对桥梁下部基础的沉降控制进行了研究分析,提出沉降控制指标,为现场施工监测提供依据。     

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。     

基于自动型全站仪的桥梁结构动态监测试验

为了解决桥梁动态监测中难以同步监测准静态位移和动态位移的问题,首次采用自动型全站仪(RTS)监测桥梁结构位移和振动频率,并在英国诺丁汉大学 NGB实验室、诺丁汉威尔福德悬索桥分别进行模拟试验与实桥监测试验。集成全球导航卫星系统(GNSS)接收机和自制精密时间数据采集器,使RTS和加速度计同步采集GNSS时间,用皮尔逊积矩相关系数法修正时滞;设计8阶Ⅰ型切比雪夫高通滤波器,分离RTS位移中的准静态部分和动态部分,并使用改进的切比雪夫高通滤波和梯形法则数值积分方法,从加速度数据中获取位移数据。分析结果表明：RTS 能同时监测结构振动准静态位移和动态位移,静态监测精度优于0.5 mm,动态监测精度优于2.0 mm;RTS和加速度计监测的动态位移、振动频率结果吻合,两者位移差值的标准差小于0.7 mm;RTS 监测方法精度能满足实际工程要求。     

基于灵敏度分析与优化设计原理的大跨桥梁动力模型修正

建立一个满足工程精度要求、反映桥梁力学特性的有限元模型是进行结构健康监测研究的第一步。根据大跨桥梁现场实测的模态数据，采用基于特征灵敏度的优化设计方法对润扬长江大桥斜拉桥进行了模型修正，分析结果为大跨桥梁的结构损伤识别和安全监测工作提供了一定的依据。     

基于灰色理论的高速公路软基沉降监测数据插补研究

研究了多变量灰色模型——MGM(1,n)模型对软基沉降监测数据进行插补,插补结果基本满足要求。并用常用的灰色模型修正方法对MGM(1,n)模型进行修正,修正结果较未修正前均有了不同程度的改进,数据的拟合和短期预测精度较好,但长期预测结果有待提高。同时采用了相邻监测序列的已知数据对缺失值的预测结果进行进一步修正,这样得到的预测精度有了很大提高,能满足沉降缺失值序列数据插补的要求。     

某高速公路改扩建工程新旧桥梁基础差异沉降分析及控制

为避免高速公路桥梁拓宽工程中,由于新旧桥梁基础差异沉降引起上部结构拼接部位产生开裂,以某高速公路改扩建桥梁加宽工程中后张预应力板梁桥和T梁桥为背景,分析新旧桥梁基础差异沉降对后张板梁桥、T梁桥结构受力、位移的影响,并对结构拼接部位进行强度验算。对采取地基加固(桩底后压浆)技术的后张预应力板梁桥进行13个月的基础沉降观测,验证该控制技术效果。结果表明:新旧桥梁基础差异沉降值为5mm时,桥梁上部结构受力、位移满足要求,拼接部位结构强度满足要求;地基加固技术可有效降低新旧桥梁基础差异沉降。     

高精度静力水准测量系统在桥梁变形监测中的应用

针对目前桥梁变形监测技术存在精度低、无法实现实时监测和易受环境影响等缺点,提出利用基于CCD静力水准仪传感器的自动化监测系统对桥梁变形进行监测。基于对昆明市虹桥路匝道桥施工对既有桥梁结构影响的研究,采用静力水准仪系统对既有桥梁变形进行监测,对该桥不同位置设21个测点,经过长达20 d的监测,变形监测频率为4次/d,共得到1 680组数据。通过选取典型测点的监测数据进行分析,并与精密水准测量进行数据对比,可得静力水准仪系统具有测量精度高、自动化程度高、稳定性好等特点,在桥梁变形监测领域具有较高的推广价值。     

混凝土桥梁裂缝仿生监测及工程应用研究

针对现常用的健康监测系统中不能解决诊断混凝土桥梁结构初始裂纹的产生和发展状况,在混凝土桥梁裂纹仿生监测原理基础上,模拟生物体的神经元及神经脉络分布对生物体内部或外部各个局部变化(如开裂)的感知机制,实现对混凝土桥梁结构关键区域的裂缝监测.分别从试验和断裂力学理论两方面证明了裂缝仿生监测机敏膜能够监测混凝土桥梁的裂缝.试...     

桥梁裂缝监测的光纤传感网络

混凝土裂缝作为力学间断面，是桥梁主要承力结构的损伤达到危险程度的集中表现。裂缝检测应是桥梁结构安全监测的首要项目，它对评价桥梁状况、保障安全、避免垮桥事故具有重要作用。研制的光纤传感网络首次为实现大范围、连续的裂缝监测，提供了高技术手段，可实现定宽(缝宽精度达o．01mm)、定位、定向。其性能先进可靠，检测方便，已在工程应用中得到了初步验证。     

几种预测模型在东海大桥海堤段沉降监测中的应用

介绍了灰色模型系统和沉降-时间预测模型(双曲线、指数函数、幂函数),并重点论述了这几种预测模型在东海大桥海堤段沉降监测中的拟合精度。通过对东海大桥海堤段不同时期得到的实际沉降數据与几种模型预测数据进行对比分析,結果表明幂函数沉降-时间预测模型在东海大桥海堤段沉降监测中具有较好的适用性。     

大件车通行桥梁安全评估实用方法研究

为满足业界对于大件车通行安全评估高效性、安全可靠性的要求,该文提出以实时监测系统和有限元相结合的桥梁大件车通行安全评估方法,并通过实际工程对该方法进行验证。在大件车通行前对桥梁技术状况等级进行评估,确定考虑桥梁技术状况等级的抗力折减系数;建立实桥有限元分析模型,通过实测数据对模型可靠性进行验证,在此基础上采用实际荷载验算法对通行桥梁进行安全评估;并在大件车通行过程中对桥梁进行实时监测。结果表明：桥梁技术状况等级为A类;实桥有限元模型能对桥梁承载力进行可靠的安全评估;大件车通行期间,桥梁处于弹性状态,大件车通行未对桥梁结构造成损伤。     

基于灰色理论的黄土高填方地基沉降变形预测研究

以某黄土高填方工程为研究对象,建立黄土高填方沉降变形的GM(1,1)预测模型,运用MATLAB编程程序并结合工程实际监测的数据,分别对黄土高填方沉降变形进行了短期、中期及长期预测。结果表明:GM(1,1)模型对于高填方地基沉降不仅在短期精度高,随着施工的进行对于中长期精度也可以保证,这既可缩短工期、降低工程成本,又能提高工作效率。     

高烈度地震区粉(砂)土地基液化对高速铁路桥梁桩基沉降及承载力影响研究

高烈度地震区的粉(砂)土地基抗剪能力和承载能力均较差,易出现地基土液化的现象,会对桥梁桩基础的沉降和承载力产生不利影响,有可能影响到桥梁上部结构以及桥上行车的安全。该文基于铁路桥梁基础设计的相关规范,对高烈度地震区粉(砂)土地基液化对高速铁路桥梁桩基沉降及承载力的影响进行研究。结果表明:高烈度地震区粉(砂)土地基液化对高速铁路桥梁桩基沉降及承载力的影响非常明显,在设计中必须予以考虑,通过增加桩长以减少桩基沉降并提高桩基承载力。     

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。     

箱梁桥大跨钻孔桩现浇支架计算与施工监控

桥梁现浇支架的正确计算和现场实时监测是桥梁施工安全的重要保障。杭埠河大桥主桥箱梁临时支架独有特点:以钻孔桩为基础、贝雷梁跨度较大,这在中国类似桥梁建设中算是一种新的支架施工技术。该文以此桥梁支架结构为背景,利用有限元软件Midas和Ansys对支架结构的强度、刚度及稳定性进行了计算,验证了设计支架的安全和可行性。现场采用一种新的高精度的连通管技术建立了支架变形沉降自动化监测系统,并布置了钢弦式应变计对支架的应力进行测试,从而实现了主桥箱梁浇筑与张拉过程中支架变形和应力的实时监控。实测数据与理论计算值吻合较好,支架的变形与应力均在安全范围内,确保了桥梁结构的施工安全与稳定。     

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。     

地铁荷载下隧道土体沉降的灰色预测与分析

随着我国地铁建设的迅猛发展,地铁运营荷载造成软土地基的长期沉降问题引起了足够的重视。针对监测和观测时间的非等时性,文中采用牛顿二次插值多项式插值的方法建立了非等时距灰色理论模型GM(1,1)和GM(2,1),对上海地铁四号线一区段的沉降进行预测,并与实际监测沉降量进行了比较,结果表明,GM(2,1)较GM(1,1)有更高的精度。通过监测数据分析,发现其沉降速率上半年明显小于下半年,并给出了较为合理的解释。     

基于AGA-SVM公路软基沉降预测

由于公路沉降影响因素较多,加之沉降计算参数的变异性,很难通过理论方法准确算出任一时刻的沉降,因此根据已有沉降观察数据对之后沉降进行预测成为研究热点。支持向量机以其优异的非线性拟合及泛化能力被广泛运用于沉降预测,但是其沉降预测精度依赖于参数C、σ、ε的取值。因此采用自适应遗传算法对支持向量机主要参数寻优,建立了自适应遗传算法支持向量机(AGA-SVM)沉降预测模型,进一步提高了预测的精度。并以广东省兴(宁)汕(头)高速公路中某断面处部分沉降观测数据为训练样本,运用AGA-SVM预测模型对该路堤短期沉降进行预测,预测结果与实测数据吻合良好。