改善桥梁结构损伤识别系统的分析与思考

在分析桥梁结构损伤的类型及近年来发展的典型结构损伤识别方法的基础上,总结了桥梁结构损伤识别系统面临的瓶颈问题,在此基础上提出了一个基于传统有限元模型修正方法及人工神经元网络方法的改进桥梁损伤识别系统。     

结构状态的动态监测与诊断

本文论述用动力学方法研究大体积结构(如桥梁、海港、水坝、海洋工程)状态的变化和故障的诊断问题，为评估工程结构的寿命和维护管理提供参考依据。文中首先建立结构参数识别数学模型，其次论证结构状态监测与故障诊断的基本理论，最后给出一种反问题的解法，并建议一种用一组火箭激励的监测与诊断方法。     

隧道结构健康监测系统理念及其技术应用

研究目的:近年来,随着传感器技术、信息采集技术及测试分析技术的迅猛发展,基于各种监测手段的实时、连续性的结构健康监测系统在土木工程领域中竞相展开,并在诸如桥梁、水利等工程领域得到广泛应用.地下工程领域中,由于围岩-结构自身的复杂性,结构受力状态的不确定性,一直以来对于隧道结构健康监测的研究鲜有问津.研究结论:通过本文研究,得出了以下几点结论:(1)一个完整的TSHMS系统应由数据采集与传输系统、数据分析与处理系统、隧道结构健康评价及预警系统组成;(2)通过对隧道结构力学演变特征的分析,提出了TSHMS系统中应对二次衬砌的受力特征进行长期重点监控的基本思路;(3)结合隧道工程复杂性及其安全评价“模糊性”的具体特点,在现有常规安全评价体系的基础上引入了模糊综合评判的评价手段;(4)将上述理念应用于苍岭特长公路隧道中,初步建立了一套TSHMS系统,评价结果与实际基本一致,验证了其可靠性.     

岭南高速公路隧道结构健康监测及其预警系统

隧道结构健康监测是在隧道运营期间为预防因隧道结构发生老化、裂缝等以至破坏事件发生的有效措施。通过在河南省岭南高速公路两隧道结构中埋设应变计、钢筋计及孔隙水压力计等传感器,实时采集并分析隧道的受力状态,根据理论分析的门槛值,实现对隧道结构健康的实时监控。     

用参数识别技术进行桥梁结构损伤识别

以有限元为工具,把桥梁结构模型中各单元的等效面积、惯性矩以及板壳单元的厚度作为识别参数,建立识别参数对于各种量测的灵敏度矩阵。测取结构某些部位的位移与应变,以此为基准与原先结构的分析结果进行比较,建立综合误差向量。通过优化方法调整当前计算模型的参数,使结构响应与相应的试验值最大程度地吻合,从而得到结构参数变化的信息。以此为基础实现桥梁结构的损伤判别。     

小波包变换频率混淆的消除及其在桥梁健康监测中的应用

在分析离散小波包Mallat算法引起频率混淆的原因基础上,提出消除频率混淆的改进算法.运用改进算法对斜拉桥的加速度信号进行分析,结果表明:小波包能量分布同结构的固有频率一样能够表征结构的固有特征,而且还能够反映结构的局部特性.利用损伤前后结构信号的小波能量互熵,并引入相应的权重,在一定的置信水平下能够准确识别损伤的位置.损伤识别结果表明:对于单一损伤状态,小波能量互熵能够较好地定性和定量描述损伤程度;对于复杂的多处损伤状态,小波能量互熵只能识别出损伤的位置,难以定量描述各处的损伤程度.该方法具有较强的抗噪能力.     

高铁站房结构健康监测系统设计

为了对服役期间高铁站房的安全状态进行及时评估和科学预警,设计并研发了一套高铁站房结构健康监测系统,包括传感器子模块、数据采集子模块、传输及处理子模块、数据管理子模块、安全评定与预警子模块及用户界面子模块。对各子系统的功能要求和实现方法进行分析,并详细阐述该系统的结构监测内容及测点布置。通过分析济南东客站站房结构关键构件的应变、应力、风荷载等相关数据,得到以下结论：济南东客站站房结构健康监测系统运行平稳,数据传输稳定;站房结构风速、振动加速度、拉索索力等均在合理阈值范围内,结构处于安全状态。实现了对结构状态的实时掌握,有助于保障济南东客站的安全运维,为以后站房结构健康监测系统的设计研发提供借鉴。     

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。     

地铁车站结构健康监测研究

首次建立地铁车站结构健康监测系统。运用光纤光栅传感器和振弦传感器,对施工期间的北京地铁10号线国贸站的车站结构进行了一系列监测。光纤光栅传感器和振弦传感器的监测数据吻合良好,捕捉到车站结构上部路面塌陷时结构内部的应变变化,并且监测到地铁车站二衬结构的受力状态。基于水化热理论和混凝土早龄期徐变理论,通过有限元方法,计算了车站结构底板的温度和中层板混凝土早龄期徐变,计算结果和监测数据吻合较好,考虑混凝土早龄期徐变的结果与监测数据更加接近。此外,基于GIS技术,开发了地铁车站结构监测信息管理系统。     

大型桥梁健康监测研究进展

回顾桥梁健康监测的发展历程。介绍桥梁健康监测系统的组成、监测内容功能及特点。对信号分析与处理的传统谱分析方法与小波变换、希尔波特黄变换(Hilbert Huang)进行比较。介绍最新的信号时频分析方法希尔波特黄变换的具体算法,及其在结构参数识别、损伤识别、消除实测南京长江大桥应变信号中的对讲机干扰等方面的具体应用。对动力指纹分析法、模型修正与系统识别法、神经网络法、遗传算法5种损伤检测方法的基本原理、特点及发展动态进行概述和总结,指出神经网络技术结合遗传算法是结构损伤检测的发展方向之一。     

南京长江大桥结构安全监测

介绍即将建立的南京长江大桥结构安全监测系统。该安全监测系统由传感系统、信号分析与处理系统、监测与评估系统组成。结合理论分析和现场实测数据分析 ,确定主要监测内容和测点布置 ,重点介绍振动响应监测系统。振动响应监测主要内容包括主桥振动、桥墩防撞、引桥高墩振动和地震等 ,利用获取的信息分析结构的工作状态 ,评估结构的可靠性 ,为大桥的管理和维护提供科学的决策依据     

芜湖长江大桥长期健康监测与报警系统研究

介绍芜湖长江大桥长期健康监测与报警系统的结构体系、总体目标和主要监测内容,同时还介绍该系统的设计方案、总体要求和数据采集、数据库管理与查询的主要功能及安全报警功能。该系统是一套完整的以环境监测、桥梁结构性能监测、列车行车安全监测为主体的由多参数、多种传感器和相关调理仪、多测站及两级计算机局域网构成的综合性大型桥梁结构长期健康监测系统。在监测系统中,采用“小集中”分散数据采集组网方式,通信网络简洁,系统抗干扰能力强、传输速率快、故障率低、检查维修方便,而且运行性能稳定,监测数据结果准确、可靠。全部监测数据实现了边采边显,波形显示形象逼真,刷新速度快,数据库管理科学,查询方便、快捷。     

长寿长江大桥钢梁架设方案及关键技术研究

渝怀铁路长寿长江大桥钢梁悬拼跨度达 192m ,位居国内首位。同时 ,由于地形等因素的影响 ,施工困难很大。因而采取了大型临时支墩、吊索塔架及后锚系统的设置等关键技术并实施了施工监控 ,优质地完成了架设任务。     

武汉长江大桥长期健康监测和安全评估系统研究

本文介绍武汉长江大桥长期健康监测和安全评估系统的设计方案、结构体系、主要监测内容、传感器布设安装与防护要求、数据库管理与查询的主要功能、安全评估方法与报警功能。该系统针对这座老桥的具体情况,以桥梁结构整体性能监测及列车信息和环境信息监测为主,采用分片小集中数据采集、星形组网方式,由多种参数、多种传感器和相关调理仪、多测站及两级计算机局域网构成。运行结果表明:监测系统抗干扰能力强、传输速率快、故障率低,工作性能稳定,数据结果准确、可信;全部数据边采边显,波形显示形象逼真,刷新速度快;数据库管理科学,数据查询简便、快捷;安全评估理论和方法可行,可操作性强。     

南京大胜关长江大桥主梁加速度响应的长期监测与分析

针对现有规范对铁路桥梁的振动加速度限值不适用于大跨度高速铁路桥梁的情况,本文通过分析南京大胜关长江大桥桥梁结构健康监测系统长期监测得到的桥梁结构响应数据,研究列车过桥工况下主梁振动加速度峰值的变化规律,并与车速、轴重进行相关性分析。研究结果表明:在单一列车过桥工况下,主梁加速度峰值集中在固定的变化区间,且服从正态分布;桥梁振动加速度峰值与车速不存在线性相关性,与列车轴重存在线性相关性;动应变响应有叠加交汇工况下,加速度峰值约为单一列车过桥工况的1.4倍;现有运营条件下,大胜关桥梁振动加速度响应正常,能保证列车的行车安全。     

京沪高速铁路南京上元门越江工程（桥梁）水文泥沙问题试验研究

上元门越江工程是京沪高速铁路跨超长江的关键工程。为了合理、准确地分析越江工程的兴建对上元门河段的影响，采用了资料分析和整体河工模型试验相结合的研究方法。在对工程河段自然概况和工程断面历年变化分析的基础上，进行了详细、周密的模型设计。根据长江下游河段 泥沙特性，专门研制了一种新型的模型沙，应用该模型沙对天然实测河床冲淤资料进行了充分的验证，既保证了模型与原型水流运动的相拟，同时也达到了泥沙运动的相似性要求。在方案对比了工程前后试验河段的不流泥沙运动特性及河床冲淤变化，此外还探讨了越江工程对长江上元门河段行洪、河势的影响。     

武汉长江隧道管片结构关键技术研究

研究目的:盾构隧道管片结构是影响工程安全、工程造价和施工速度的关键因素。武汉长江隧道具有大直径、高水压、掘进距离长、地层强透水、河床冲淤变化幅度大、地质条件复杂等难点,在国内缺少类似经验的前提下,针对该隧道特殊的建设条件,对盾构隧道管片结构的关键技术进行研究,确保结构的安全可靠,并为类似工程提供借鉴经验。研究结论:在国内首次提出了"通用楔形环、2 m环宽、九等分"的大直径盾构隧道结构新型式,并对不同厚度下管片结构的受力状态进行了比较,推荐管片厚度采用0.5 m。该结构安全可靠,经济性好,与工程建设条件具有较好的适应性。同时采用三维壳弹簧模型对该结构的内力分布特征进行了研究,揭示了大环宽管片两侧弯矩较大、中间弯矩较小的特点,故沿环宽的不同部位可以采用不同的配筋,以节省工程投资。     

润扬长江公路大桥斜拉桥钢箱梁制造的关键技术及质量控制

针对润扬长江大桥钢箱梁制造的工程特点 ,介绍本桥钢箱梁制造的板单元划分、板单元制作、钢箱梁拼装等关键工艺 ,以及钢箱梁制造过程中的质量控制措施     

无功就地补偿技术在南京长江大桥上的应用

无功就地补偿技术是提高系统功率因数、降低线路损耗、提高电力能效的一种主要方法。简要叙述 3种无功补偿的方法及存在的问题 ;详细介绍无功就地补偿技术在南京长江大桥的应用情况及补偿容量的计算     

杭瑞高速公路洞庭湖大桥主桥设计及关键技术研究

杭瑞(杭州—瑞丽)高速公路洞庭湖大桥主桥为(1480.0+453.6)m的双塔公路悬索桥,加劲梁采用钢桁梁结构,2片主桁横向间距35.4 m;主桁采用带竖杆的华伦式桁架,桁高9.0 m,节间长度8.4 m。钢桁梁上层桥面与主桁上弦杆结合(板桁结合),桥面采用超高韧性混凝土(Super Toughness Concrete,STC)轻型组合桥面结构。对主桥采用的关键技术进行了研究,分析中央扣对悬索桥结构体系的影响以及桁高对悬索桥加劲梁刚度的影响,并在设计中提出了轻型组合桥面板桁结合型加劲梁结构体系,在施工中提出了悬索桥钢桁加劲梁多节段窗口刚接法架设技术。