基于气象大数据的大跨桥梁温度效应预测方法

为了提高结构健康监测的经济性,扩大其应用范围,提出了一种基于气象站大数据信息的大跨度桥梁结构温度场预测方法,从而实现轻量化和可持续性的桥梁温度场及温度变形计算.以某大跨钢拱桁架桥为研究对象,通过气象数据平台获取气象站大数据信息（包括天气、气温和风速信息）,利用Elbadry等改进的凯尔别克辐射模型计算桥梁关键构件各表面受到的辐射强度,基于热交换传递理论计算结构热分析边界条件,结合有限元分析方法进行结构瞬态热分析,从而获得目标桥梁关键构件的时变温度场.温度场的计算结果与桥梁上实测温度在时间历程和结构竖向分布上均吻合良好,平均误差在3%以内.将计算得到的结构温度施加到桥梁结构整体有限元模型上,得到桥梁结构的温度变形,桥梁支座纵向位移的计算值与实测值吻合良好,平均误差在13 mm以内.验证了所提出的基于气象站大数据的桥梁结构温度场预测方法是可行的,利用该方法可进一步得到桥梁结构的温度变形.     

大跨桥梁结构以健康监测和状态评估为目标的有限元模拟

通过对桥梁结构健康监测和评估研究现状的简单评述，讨论了结构健康监测和状态评估中的关键理论与技术问题，介绍了笔者近年来在大型桥梁以健康监测和状态评估为目标的结构模拟方面开展的一系列关键理论和技术问题研究；通过对2个大跨悬索桥——香港的青马大桥和江苏的润扬长江公路大桥的有限元建模和模型修正过程，探讨了大跨桥梁结构以健康监测和状态评估为目标的有限元模拟的技术要求、建模方案与策略．研究表明：大跨桥梁以结构状态评估为目标的有限元模拟，必须是建立于衔接理论基础上的多尺度结构模拟．在桥梁结构整体动力响应分析确定了关键损伤构件的基础上，需进一步建立关键构件的局部模型以分析在桥梁结构全尺度有限元模型中无法模拟的细节行为，即发生于焊连接件的局部应力集中和损伤累积行为．     

基于健康监测的大跨钢桥梁疲劳损伤评估

近年来,我们在国家自然科学基金项目“基于健康监测的大型钢桥梁疲劳损伤早期识别方法及应用”(50178019)的资助下,结合与香港理工大学合作开展的相关RGC项目,进行了一系列有关桥梁结构健康监测和损伤评估的基础理论研究,其目标是为建立大跨重要桥梁结构安全评估系统提供理论基础和可靠方法。目前已取得初步成果。     

大跨桥梁安全监测的技术方法分析

首先介绍了现代大跨桥梁的安全监测的意义，通过比较目前几种测试位移仪器的优缺点，提出用GPS进行大桥位移监测的新方法，并阐述了其原理和特点；指出目前用干系统识别的时域和频域法的各自不足，探讨结合时颇的参数识别的新方法，最后提到目前用于大跨桥梁损伤检测方法的困难。     

大跨桥梁结构健康监测系统振动传感器配置仿真

为了提高大跨桥梁结构健康监测系统在线模态参数识别中的模态分辨率,研究了振动传感器配置的非均匀布设方法.以润扬长江大桥悬索桥为例,以结构前16阶竖向振型为基础,运用基于主列筛选的传感器配置算法对该桥主梁竖向振动传感器配置进行了仿真研究.采用模态置信度矩阵非对角元素构造评估指标对4种传感器布设方案进行比较,包括七截面均匀布设方案、基于主列筛选算法获得的七截面非均匀布设方案、基于七截面均匀布设方案改进得到的九截面方案和基于主列筛选算法获得的九截面非均匀布设方案.由仿真结果可知,采用主列筛选获取的传感器非均匀布设方案获得的模态置信度矩阵非对角元较小,模态振型具有更好的模态分辨率.这一结果表明,非均匀布设方法更有利于大跨桥梁监测系统实现在线识别模态参数.     

混凝土桥梁健康监测中的温度滞后效应

挠度是桥梁健康监测的重要指标,影响运营阶段桥梁结构挠度的因素众多,其中温度的影响往往不亚于活载。温度效应特别是日照温差效应的存在,使健康监测数据的评估分析变得困难,因此需要研究温度监测值与挠度监测值之间的规律,为监测数据中温度效应的分离提供支持。分析了日照温度传导的计算理论,发现要通过求解微分方程来确定桥梁温度场在工程上较难实现。通过对江津长江大桥箱内外温度及跨中挠度的监测数据进行分析,发现箱内温度变化较箱外温度平缓且存在滞后性;温度监测值和挠度之间存在很强的相关性,其中箱内温度监测值与挠度相关性更强;跨中挠度监测值较箱外温度值变化具有滞后效应。故从挠度监测数据中分离温度效应时,应将滞后时间考虑在内,以期得到更准确的结果。     

基于桥梁实测应变大数据的超重车信号识别方法研究

以珠江黄埔大桥北汊斜拉桥为研究对象,初步尝试利用实测应变大数据对超重车荷载这类异常信号进行识别。通过在桥梁有限元实体模型上施加临界荷载,得到判别超重车信号的应变阈值;将小波变换得到的实测应变数据的高频分量与应变阈值进行对比,从而提出基于应变阈值的超重车信号识别方法。将该方法与文献中基于小波临界系数的纯信号处理识别方法进行对比,证明了该方法的合理有效性。结合两种方法对多个监测点实测数据进行识别,不仅可以初步确定超重车信号发生的高频时间段;而且可以提高超重车信号识别的概率。该结果可以为桥梁管理部门提供更有价值的指导。     

数字摄影技术监测桥梁震动变形的研究

针对传统测量方法的缺陷,采用数字摄影技术对震动状态下的桥梁进行变形监测。首先选择人工标志,布设控制点和变形监测点,其次用消除了畸变差的数码相机在动荷载的作用下,对桥梁进行瞬间的抓拍,得到一系列荷载的照片,最后用编制的三维时间基线视差法软件进行数据的处理和图形的显示。结果表明,该技术操作方便,精度高,能同时对多个观测点进行观测并获取桥梁的瞬间变形值,监测精度达到3/1 000。     

基于振动测试的大跨桥梁损伤检测

文章将基于振动测试的大跨桥梁损伤检测分为 4个阶段 ,介绍了大桥损伤检测中的振动测试和有限元模型建立 ,着重讨论了几种常用的损伤检测方法 ,包括损伤指标法、反分析法、模式识别法和异常检测法 ,并对其进行了比较分析 ;对现有损伤检测方法用于大跨桥梁存在的一些问题 ,指出了今后的研究方向     

大跨径桥梁运营健康监测发展探讨

主要论述大跨径桥梁结构在运营期间健康监测方法的发展、监测手段、监测效果,以及目前大跨径桥梁监测手段发展的趋势。     

基于InSAR与GPS技术的公路采空区变形监测

利用InSAR与GPS融合技术,开展研究高速公路采空区影响的变形监测与评价.针对D-InSAR条带变形信息的稀疏相位解缠问题,提出了一种在GPS中常用的LAMBDA相位解缠算法,建立了合适的解算模型,获取了采空区高速公路D-InSAR条带变形时间序列,掌握了采空区影响发展情况.在InSAR雷达卫星过境的同时,利用三等水准测量进行变形量测,对比验证表明,用InSAR与GPS融合技术进行高速公路变形监测是可行的.进行的基于InSAR与GPS技术的公路采空区变形监测科研成果可靠,具有广泛的应用前景.     

三维激光扫描技术滑坡变形监测研究

在介绍三维激光扫描原理的基础上,运用徕卡公司的Scan Station2三维激光扫描仪进行数据采集,采用Terrascan软件、Cyclone软件进行数据处理,得到某滑坡的变形值,并将其与同期的全站仪、水准仪获取的数据进行比较分析.结果证明,使用三维激光技术监测所得的变形情况与实际情况基本相符,能反映滑坡变形的趋势,对三维激光扫描技术在滑坡变形监测中的应用具有一定的参考作用.     

桥梁监控数据处理的自适应卡尔曼滤波分析

对自适应卡尔曼滤波建立的滤波模型在计算中对初始参数的要求进行了研究，并根据时间监测资料计算的结果．得出了自适应卡尔曼滤波具有对初始参数要求比较宽松、能根据计算时的观测数据自动调整参数的功能．利用该模型对某大跨径桥梁的实际监测资料进行分析．通过与统计分析的比较．验证其有效性．     

基于VPN的远程监控技术研究

本文提出了一种基于VPN技术的远程监控解决方案,对VPN的网络隧道技术和网络安全技术进行了分析,介绍了监控系统的构成,阐述了VPN路由器的设置方法和Rsview上位组态软件的开发运用,实现了远程监控系统安全性、可靠性和有效性。     

基于Zigbee的井下温度监测技术

针对目前井下温度监测的现状,在分析和研究了大量文献的基础上设计了基于Zigbee的井下温度监测系统,该系统硬件以CC2430芯片为核心设计传感器节点,软件以CC2430和MCP2515设计节点,最终给出系统的硬件软件设计流程.该系统避免了有线网络的局限性,克服了传统无线通信技术高功耗的缺点,安全、可靠、经济,能够加大煤矿安全生产的监管力度,具有广阔应用前景.     

大跨度斜拉桥非一致激励地震反应分析研究进展

介绍了国内外大跨度斜拉桥非一致激励地震反应分析的研究进展情况,并对各种抗震分析方法作了简单评述。     

大跨度连续梁桥抗震性能分析

随着国家经济的发展,大跨度桥梁在我国得到了很快的发展,其中大跨度连续梁桥是应用最广泛的桥型之一。同时,我国也是一个多地震的国家,因此,对作为生命线工程的桥梁建筑特别是大跨度桥梁建筑在地震作用下的反应做深入细致的分析是非常必要的。本文利用MADIS/Civil大型有限元软件为平台,建立大跨度连续梁桥的模型,通过引入弹性单元,对支座进行了模拟,采用质量-弹簧-阻尼-模型对桩土相互作用进行模拟,并对桥梁进行了抗震性能分析,为连续梁桥的抗震设计提供一定的参考。     

大跨度连续刚构桥的地震反应分析

以贵州虎跳河特大桥为工程背景,利用有限元程序ANSYS建立动力分析模型,进行连续刚构桥动力特性分析、反应谱分析以及动力时程响应分析。结果表明,不同方向地震波输入对动力时程响应分析影响较大,采用反应谱方法较动力时程响应分析安全。