东海大桥健康监测系统桥梁健康状态评估方法

在东海大桥桥梁结构健康监测系统评估子系统中,用层次分析法建立了桥梁性能评价模型,分析确定影响桥梁结构性能状态的各因素及隶属度。对可量化的桥梁监测、检查数据以模糊推理法进行评估打分,对非量化的程度描述根据专家系统直接评估打分,综合分析计算后,得出各区段桥梁安全性、耐久性及使用性的评分,再以加权的方法最终确定大桥健康状态等级。实现了桥梁状态即时评估,为养护管理决策提供科学依据。     

基于长期健康监测的公路大型桥梁运营状况评估研究

针对某预应力混凝土连续刚构桥基于健康监测数据的运营状况评估问题,通过对海量监测数据的处理筛选,并结合桥梁结构有限元分析,提出采用校验系数λ(应力或位移监测值与计算值的比值)作为桥梁运营状况评定指标的方法,探讨了健康监测数据在桥梁运营状况评估中的应用,为类似桥梁的基于健康监测数据的桥梁运行性能评定提供了参考。     

桥梁健康监测数据的结构化存储与分析

大跨桥梁一般都安装有规模不等的结构监测系统,对桥梁的环境荷载、运营荷载、桥梁特征和桥梁响应等参数进行实时监测。因各系统的开发者和监测内容各不相同,导致积累的海量原始数据结构定义各异,开发利用较困难,形成了信息孤岛。该文以9座大桥健康监测系统为例,对桥梁健康监测数据进行调研、梳理和分析,给出长大桥梁结构监测数据的格式规范,提出自动初步处理与人工专业分析的两步数据处理方法。研究结果表明:针对海量原始监测数据提出的规范化命名、结构化存储方法行之有效,可为桥梁健康监测系统的开发应用、数据结构定义、接口交互和采集提供规范参照;经过该文提出的数据处理方法处理后的数据与原始数据相比,其容量大幅减少,可保证处理后的数据量不超过原始数据量的5%,可为长大桥梁数据分析和挖掘利用工作奠定基础。     

大跨桥梁健康监测系统设计构成及其进展

随着大跨、轻、柔等新型桥型的不断建造,桥梁结构运营状态的安全性及耐久性受到工程界高度重视.大跨度桥梁的实时结构健康监测和近实时结构安全评估工作也成为工程界及学术界研究的热点问题.介绍桥梁健康监测与评估系统的内容及系统构成,简要回顾国内外大型桥梁健康监测与评估系统的研究现状,阐述桥梁健康监测与评估项目的发展现状、趋势及前景,并重点分析武汉阳逻长江大桥健康监测系统的研究成果.     

基于GIS的桥梁结构健康监测与管理信息系统

桥梁结构健康监测对桥梁管理与维护非常重要，监测信息的采集，管理，可视化是系统必须解决的问题，以香港青马大桥的监测数据为例，研究开发了基于GIS的桥梁结构健康监测与管理信息系统，并从系统总体设计、技术方案、数据库结构设计、系统功能及系统实现等方面进行阐述。     

重庆两江大桥长期健康监测系统研究

介绍重庆两江大桥健康监测系统结构体系、总体目标和主要监测内容,同时还介绍仪器设备选型及优化组网、采集处理策略、数据库管理、结构健康评价及用户界面显示。两江大桥健康监测系统是一套完整的围绕大桥梁、塔、索、轨道4大体系,由多种传感器和相关采集仪以及3层网络构成的大型桥梁长期健康监测系统。经过小型实验室试验和桥梁工程应用,结果表明,该系统通讯网络简洁,抗干扰能力强,故障率低,维护方便,运行性能稳定,监测数据可靠、准确,可准确地评估桥梁的健康状况。     

中小跨径桥梁结构安全状态评估研究

针对目前中小跨径桥梁健康监测系统及结构安全状态评估相关研究不足的情况,以万埠大桥为工程背景,通过安装在桥梁结构上的健康监测系统获得实时监测数据,对桥梁结构应变及倾角数据进行分析处理。基于统计学原理,采用损伤预警理论中的无模型指标训练法对万埠大桥进行安全状态评估,通过该法计算得到桥梁结构应变及倾角值的安全阈值,将监测系统实时监测数据与安全阈值进行对比,评估桥梁安全状态,为桥梁管养部门管理决策提供依据,也为今后中小跨径桥梁安全评估提供实例借鉴。     

基于小波分析的拱桥健康监测系统应力数据消冗去噪技术研究

考虑受力特点和安全性,钢筋混凝土拱桥是低等级公路在山区条件下跨越沟谷的首选桥型。论文以云南省内的金沙江大桥为例,介绍该桥梁上已安装的健康监测系统基本组成及基于小波分析的其数据处理的方法。桥梁健康监测系统可以提供桥梁在运营状态下的真实响应,也可以为桥梁损伤反演提供实测数据。结构状态的反演和损伤识别是健康监测系统的核心技术,实质上就是通过大量的实测数据反演结构状态并得到可能存在的损伤。小波分析能够将原始监测数据按频带宽度进行多层次划分,桥梁健康监测系统的应力数据中,与车辆相关的信息为周期短、频率高的信号,与温度相关的信息通常表现为中等周期与频率的信号,与承载力变化相关信息为周期长、频率低的信号,因而用小波分析能够将这些不同性质的信号区分开来。小波分解后则测试噪声部分通常包含在高频中,低频部分代表着信号的发展趋势,随着尺度的增加,时间分辨率的降低,信号的这种发展趋势会越来越明显。     

中小跨径桥梁健康监测系统设计及应用

我国中小跨径桥梁具有基数大、分布广、运营时间长等特点。中小桥梁在长期荷载作用下会导致结构损伤及承载力下降,如何保障数量庞大的中小跨径桥梁安全运营,是管理单位面临的重要课题之一。目前中小跨径桥梁主要采用人工检测的方式进行维护管养,对中小跨径桥梁的安全与健康监测实践及经验较少,且国内外关于桥梁监测的科学研究、技术规范和工程实践主要集中于特大跨径桥梁领域,中小桥梁监测系统缺乏整体性、规范性的指导原则。通过开展中小桥梁健康监测系统设计及应用,从监测范围、监测内容、软硬件开发等方面分析探讨,并结合实际工程应用进行验证。对某连续刚构T梁桥监测系统进行设计与实施,基于实时监测数据对桥梁运行状况进行评估,为中小桥梁的健康监测提供经验参考。     

中小桥梁安全性能动态监测与分析系统的研究与开发

桥梁管理部门需要及时了解运营中的桥梁结构的安全性能,并根据实际情况安排桥梁养护、维修、改建等工作,保证桥梁结构的安全使用。中小桥梁安全性能动态监测与分析系统对桥梁进行远程动态监控,并根据采集的监测数据对桥梁的实际安全性能进行评估,为养护单位提供维修加固对策。     

桥梁结构状态评估方法研究现状与展望

桥梁老龄化日益严重,桥梁安全状态成为广泛关注的问题,对桥梁进行合理的状态评估有助于桥梁管理养护和危险预警,保证桥梁正常运营。首先介绍了桥梁健康监测系统,分析监测系统存在的问题。其次分别从试验、数据分析和数字孪生方面介绍了桥梁评估方法的研究现状,然后阐述了桥梁状态评估的发展与挑战,综合分析表明目前结构健康监测系统仍存在较多问题,试验方面基于动力测试的损伤识别和基于视觉监测的桥梁状态评估都有自身的局限性,海量的监测数据需要进行有效的处理,BIM技术下的桥梁健康监测系统能实现监测与养护一体化运维管理,数字孪生技术将为桥梁状态评估带来新的可能。     

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。     

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。     

基于安全预警和养护策略的桥梁集群监测实践

近年来,桥梁运营阶段的安全问题逐渐凸显,基于现代传感、通信、大数据分析等信息技术的桥梁在线监测与预警系统是对传统桥梁运维模式的有效补充。不同于传统单体桥梁健康监测系统,针对数量大、分布广的常规结构体系桥梁,开发了一套基于安全预警和养护策略的区域桥梁群监测系统。同时探讨了监测系统的架构设计,研究了桥梁遴选、监测参数确定、传感器布设、监测数据处理及预警、预防性养护策略研究等关键问题。在上海某区的实践不仅为保障该区桥梁安全提供有效支持,也为相关研究提供借鉴。     

基于物联网技术的桥梁健康监测与安全预警技术研究

基于物联网技术概念及应用情况,将物联网技术应用于桥梁健康监测与安全预警领域,以提高桥梁安全运营管理的水平和效率。针对桥梁健康监测传感器的选择和优化布设,监测数据的采集与传输,桥梁健康监测系统架构和功能,桥梁安全预警模型研究等方面探讨了应用中涉及的关键问题,为桥梁的安全运营和日常养护管理工作提供科学决策依据。     

哇加滩黄河特大桥结构健康监测系统设计

随着人们对大型重要桥梁安全性和正常使用功能的日益关注,桥梁结构健康监测的研究与系统开发应运而生。该文根据哇加滩黄河特大桥斜拉桥结构及所处高原高寒环境特点,进行了结构健康监测系统的设计;并详细介绍了该桥结构健康监测系统的结构体系、总体设计目标、主要监测内容以及监测系统各功能模块的构成和作用。     

浅谈桥梁健康监测技术在双曲拱桥中的应用

双曲拱桥是中国独创的,具有鲜明的时代特征,兴起于20世纪60年代的一类拱式桥梁结构。受当时技术及经济条件影响,既有双曲拱桥普遍存在结构整体性能、横向连接性能薄弱等问题。近年来随着公路通行荷载的增加,很多该类桥梁已产生一些危及桥梁安全的病害,对双曲拱桥实施结构健康监测刻不容缓。以苏州河上宝成桥为工程实例,详细介绍该桥结构健康监测项目实施及运营情况,并提出将宝成桥结构健康监测的成果运用到苏州河上其他既有中小桥结构日常管养中的建议。     

桥梁健康监测数据分析研究综述

基于采集到的海量桥梁监测数据,从信号处理与数据挖掘角度全面系统地阐述已有监测数据的处理方法,将数据处理流程归纳为“数据预处理”“结构安全预警”“结构状态及损伤识别”＂结构综合评估＂4大模块,并对各模块中现有信号分析方法及其应用实例予以介绍,为桥梁结构的健康监测数据分析进行概括性总结。     

预应力混凝土连续梁桥应变监测预警阈值研究

在桥梁健康监测系统中,预警系统是其重要组成部分,对海量监测数据设定合理的预警阈值至关重要。该文通过分析沈阳绕城高速某桥的长期应变监测数据,计算实测数据的特征参数,分析其数据变化特征,再将其与梁体温度进行回归拟合,分析温度变化对混凝土应变监测数据的影响,再对数据进行正态性检验,选取海量监测数据的常态阈值,作为S级预警阈值,并计算优化后的理论模型计算值,分别以其80%、100%和120%作为C级、B级和A级预警阈值。通过以上方法共设定4级应变预警阈值,且目前监测数据均未超过预警阈值,桥梁结构处于安全状态。笔者提出的预警阈值已应用于该桥健康监测系统中。     

宜昌长江公路大桥几何线形定期健康监测研究

以宜昌长江公路大桥健康监测为背景,根据桥型的特点提出了悬索桥梁定期几何健康监测的方案和实施方法.通过对监测数据进行分析,建立了悬索桥健康监测技术档案,明确了需要着重加强监测的结构部位,同时对桥梁几何变形趋势进行了科学预测,为同类型桥梁健康监测提供了参考.