磁通量传感器在宜宾长江大桥斜拉索监测中的应用

斜拉索是斜拉桥的核心构件,及时监控监测其在施工和运营期间的受力状态极其重要。基于磁弹效应测量原理的磁通量传感器,是一种新无损检测技术,可有效测量斜拉索的索力。介绍对宜宾长江大桥磁通量传感器监测系统及应用情况。     

微波索力测量及其在斜拉桥施工控制中的应用

提出在斜拉桥施工阶段采用非接触式微波索力测量技术来监测斜拉索索力,介绍了基于微波雷达的斜拉索振动频率索力测量法的基本原理,以安徽阜阳在建的矮塔斜拉桥——泉河大桥为例,说明了使用微波测索力的过程,并将测量结果与传统的索力动测仪法进行了对比。结果显示,微波索力测量技术可实现多根拉索同时测量,不受天气、场地以及斜拉索长度等因素的限制,极大地提高了索力测量效率,其测量精度亦满足要求,适宜在施工阶段进行快速索力监测。     

基于索力损伤向量的斜拉桥结构损伤识别

索力具有测试简单、便于应用的特点.基于对实际斜拉桥运营索力的统计分析,提出了索力损伤向量及相应的损伤识别分析方法.基于监测结果,消除外界因素影响后的标准索力是一个反映斜拉桥结构基本状态的随机变量.基于经修正后的有限元模型,采用部分被监测拉索的标准索力均值来构造结构损伤向量,首先通过对不同损伤工况的损伤向量之间的相关性分...     

矮塔斜拉桥索力测试方法研究

基于沙湾矮塔斜拉桥施工监控工作,理论推导出振动频率法测试索力的计算公式;综合分析考虑拉索抗弯刚度、边界条件、拉索垂度的影响;提出基于拉索频率的试验标定法,对沙湾大桥索力进行测试分析,并比较了两种方法的优劣性.     

基于挠度及索力监测的斜拉索损伤敏感性分析

由于斜拉索的锈蚀断丝等损伤必然导致索力及结构内力状态的改变,主梁的挠度也将随之发生变化,本文以一座独塔斜拉桥为例,从主梁挠度及索力的监测方法出发,以拉索损伤的敏感性分析为手段,探讨基于主梁挠度及索力监测的斜拉索损伤识别的方法及其适用性.     

减震器对斜拉索索力检测的影响

振动法是斜拉桥索力测试的常用方法之一,但其测试精度会受到拉索边界条件、测试温度、拉索长度等因素影响.该文采用振动法测试索力方法,探讨了索跨内拉索弹性支撑对拉索索力测试的影响,并通过实例证明采用振动法测试拉索索力时,计算索力必须合理地考虑拉索跨内弹性支撑的影响,否则测试结果将是不可靠的.     

基于贝叶斯更新的斜拉桥施工过程索力预测

为提高大跨径预应力混凝土斜拉桥施工过程中斜拉索的过程索力预测精度,引入贝叶斯统计方法,提出基于贝叶斯更新的斜拉桥过程索力预测模型及计算方法,基于过程索力偏差样本数据库,利用MATLAB平台,迭代更新下阶段索力偏差,不断修正、提高预测精度,并将该方法应用于广东省均安特大桥(主跨250m的双塔预应力混凝土斜拉桥)中。结果表明:采用基于贝叶斯更新的斜拉索过程索力预测方法后,该桥斜拉索过程索力预测精度提高了36.34%～39.33%。该方法将传统统计学理论与斜拉桥建设过程索力预测相结合,为大跨径预应力混凝土斜拉桥施工过程索力预测提供了新的解决方案。     

随机车辆荷载作用下大跨径斜拉桥拉索损伤诊断方法

针对分布式布里渊光纤感测技术在斜拉桥结构损伤诊断中的应用问题，提出了随机车辆荷载作用下大跨径斜拉桥拉索损伤诊断方法。首先，以南京长江三桥为工程背景，基于蒙特卡洛方法、车辆荷载模型及泊松过程理论建立了斜拉桥索力及主梁应变的概率模型。其次，通过主梁应变数据在斜拉桥拉索损伤前后分布规律的变化，提出了基于应变样本空间马氏距离的斜拉桥拉索损伤诊断方法。最后，采用ANSYS有限元模拟随机过程，对所提方法进行验证。研究表明：在随机车辆荷载作用下，主梁应变数据服从正态分布；斜拉索发生损伤后，主梁应变数据的分布规律会发生变化；所提方法能够有效判别斜拉桥拉索损伤，可为分布式布里渊光纤感测技术在大跨径桥梁结构健康监测中的应用提供理论方法支持。     

基于前端处理的斜拉索索力智能监测系统研究

为提高斜拉索索力监测的效率及精度，研发了一种基于前端处理的拉索智能监测系统。该系统具有索力监测、振动监测及异常报警的功能，采用唤醒模式供电方式，大幅降低了传感器及CPU的耗电量；采用6LoWPAN技术，实现了监测数据低功耗、小成本的无线传输；采用可编程测MEMS加速度传感器对拉索的振动时域和频域特征值进行前端处理，仅将经过分析后少量有价值的数据传输至健康监测系统，大幅减低了健康监测系统的数据传输量；采用大动态弱信号数据采集方法，提高信号测量分辨率和测量系统峰值信噪比，有效识别微弱振动信号中的有效频率成分，提高了索力测量的精确度。实验室及实桥测试表明，该拉索智能监测系统显著提高了斜拉索监测的效率及精度，具有较强的实用性。     

考虑振动装置影响的斜拉桥拉索索力评估方法研究

针对斜拉桥在运营过程中的实际索力标定问题,本文在原有的频谱法测试索力原理的基础上,通过考虑拉索减振器的位置,引入修正的等效索长,建立考虑减振器位置的斜拉桥索力测试方法。该方法既能满足索力测试过程中通过采集拉索振动基频便捷性,同时又能考虑拉索减振器布置带来的偏差影响,因此具有很好的理论意义和工程使用价值。最后,通过三水大桥的斜拉索实际索力测试,说明本文提出方法的适用性和工程实用价值。     

斜拉桥索力参数识别与测试评价

桥梁运营健康监测系统中个别斜拉索索力超出设计理论值,本文重新复算了索长、索密度等参数,并对桥梁部分斜拉索进行索力测试,进一步明确斜拉索实际受力状况,为下一步维修处置提供依据,并可为同类型斜拉桥索力测试参数取值提供借鉴。     

斜拉索实测索力计算方法研究

斜拉桥的索力测试,目前最常用的方法是频率法测试出斜拉索的振动,然后通过频率-索力计算公式换算出斜拉索的索力.结合吴江舜湖大桥工程,在斜拉索施工的时候,当索力和相应索力频谱已知的情况下,探讨出合适的计算方法;在后期的索力测试中,根据张拉过程中推导的计算方法,可以准确计算斜拉索的索力,使得斜拉索索力和主梁内力同时满足设计要求.     

索力测定常用公式精度分析

本文分析了常用的频率法测定索力公式的精度。利用作者建立的拉索非线性有限元法分析程序,可得到对应特定索力的拉索频率分布,基于此频率分布,采用不同的索力公式可推算出对应的索力。通过对比所得索力与设定索力可判断各公式的精度。本文以某斜拉桥的拉索为例,对处于不同张紧程度、不同长度的拉索进行了分析。分析结果给出了频率法测定索力时的注意事项,以及各公式的适用范围,并推荐了一种高精度的索力推算公式。     

服役斜拉索疲劳状态的全场域在线实时监测与智慧感知

为了能对斜拉桥拉索的服役性能进行更为准确和及时的评估,提出了一套服役期拉索疲劳状态评估的全场域实时监测与智慧感知技术方案。该方案首先给出了基于拉索横向动刚度分析理论的拉索全场域、全应力时程的实时感知方法,其次利用Miner线性疲劳累计损伤理论评估拉索全场域的疲劳损伤状态;最后,将其应用于一座斜拉桥的拉索的振动监测信息处理上,证明了所建议的技术和方案可实现服役拉索疲劳状态的全场域实时监测和智慧感知。具体结论如下:在拉索疲劳应力幅的组成中,由外荷载引起的索端位移产生的索力变化所产生的应力占比最大,当拉索发生较大幅度振动时,振动附加索力变化产生的应力也不可忽略;通过对拉索疲劳应力幅的统计分析发现,与长索相比,短索对外荷载更加敏感,通常会引起更大和更频繁的索力变化,故在斜拉桥拉索疲劳分析中,应对短索给予更多的关注;在拉索疲劳损伤分析时,弯曲应力和腐蚀的影响非常显著,若要使拉索疲劳寿命的预测更接近实际工程情况,需要考虑弯曲应力和腐蚀的影响;在应力幅较大的区域,对应循环次数较少,但拉索疲劳损伤度较大,在应力幅较小的区域,虽然循环次数较多,但拉索的疲劳损伤度较小,所以,在疲劳分析中,拉索应力幅比循环次数更值得关注。     

斜拉桥索力测量的影响因素分析

对振动法测试斜拉桥索力的若干问题诸如拉索边界条件、抗弯刚度、垂度、测试系统的分析精度等因素对索力测试精度的影响进行了比较详尽的分析,并提出了实际的解决方法,对斜拉桥施工具有一定的指导意义。     

大跨混凝土斜拉桥拉索施工期的可靠度分析

从结构可靠度理论出发，采用极值分布方法直接推导建立了斜拉索的强度概率模型，通过现场试验得到了钢绞线式斜拉索的索力均匀性指标，分析了影响施工期索力的主要设计变量的概率特征，在此基础上提出施工期斜拉索的可靠指标计算方法；进而分析施工阶段拉索可靠水平的变化规律，从而基于结构可靠度理论提出施工期斜拉索的安全性评价方法，并结合大跨混凝土斜拉桥实际工程背景验证了这一方法的有效性。计算结果表明：施工期斜拉索的可靠指标小于运营期；研究成果对于评价混凝土斜拉桥施工期的结构整体性能和安全程度具有参考价值。     

斜拉索动力计算长度研究

根据斜拉桥拉索的振动特点，引入动力计算长度概念，将两端固支的拉索振动模型动力等效成两端铰结的拉索振动模型，从而解决了多年来振动法测估索力时遇到的确定有效计算长度的难题，可广泛应用于振动法测估各类拉索的索力，具有精度高，概念清楚，使用等特点。     

斜拉桥施工中多工序并行作业技术

分阶段施工实际上是斜拉桥结构体系与作用于结构上的荷载不断变化的过程.施工工序的变化引起荷载的变化,结构上荷载的变化改变着斜拉索的索力,斜拉索的主动调索表面上是改变着斜拉索的索力,而本质上是改变了斜拉索的无应力长度.按照无应力状态控制法最终结构的内力和线形与施工过程无关的基本原理,可以实现斜拉桥施工中斜拉索调索与其他工序同步并行作业.     

钢绞线式斜拉索施工阶段的索力测试

结合四川宜宾长江大桥的现场监控,阐述了钢绞线式斜拉索的特点及频率法测量钢绞线斜拉索索力的基本原理.通过对索力简化公式的修正,准确地测出了索力值,其精度满足工程要求.研究成果对该类斜拉索的索力监测具有指导意义.     

激光测振仪在斜拉索索力检测中的应用研究

斜拉索是斜拉桥的重要受力构件,索力的大小直接关系到桥梁的受力性能和安全性能。快速、准确地识别索力对提高桥梁施工控制水平和运营管理具有重要意义,剖析了当前索力检测方法存在的问题,引入激光测振技术,介绍了激光测振仪(LDV)的工作原理,并同时采用激光测振仪和常规振动传感器对燕宏桥斜拉索进行测试。分别采用假定频阶法和平均频差法确定基频,对测试结果进行了对比。结果表明,LDV同振动传感器测试结果具有良好的一致性,采用低阶频率计算时两者方法最大相对误差为5.5%,采用高阶频率(3阶以上)或平均频差法计算索力时两者相对误差可控制在1%左右。激光测振技术属于远程测振技术,具有便携、快速、准确等特点,值得在工程应用中推广。