西堠门大桥结构监测系统的设计与实现（I）：系统设计

研究了西堠门大桥结构监测系统的设计原则,阐述桥梁结构监测系统的传感器子系统、数据采集与传输子系统、数据管理子系统以及结构状态识别与综合评估子系统的设计方法和功能要求。     

舟山连岛工程西堠门金塘大桥运营监测系统预警评估体系研究

随着大跨径桥梁运营监测系统的不断发展,有效地利用监测数据对大桥的运营状态进行预警和评估分析,已成为世界各国桥梁工程界研究的热点问题之一。在已有研究成果的基础上,依托舟山连岛工程西堠门金塘大桥运营期监测系统,构建了全面的结构预警和评估体系,将前沿理论与实际需求相结合,力求为养护管理决策提供科学依据。     

基于有限元可靠度的大跨度悬索桥颤振稳定性评估

针对已有的大跨度悬索桥颤振及静风稳定性可靠度分析方法中,均存在难以满足工程应用要求的问题,本文将可靠度理论和有限单元法相结合,建立大跨度悬索桥颤振及静风稳定性可靠度分析方法。以西堠门大桥为研究对象,采用基于FORM的有限元可靠度方法计算西堠门大桥的颤振及静风稳定性可靠度指标,分析随机变量均值、随机变量变异系数以及差分步长对西堠门大桥颤振及静风稳定性可靠度指标的影响。研究结果表明,在大跨度悬索桥颤振稳定性可靠度评价中,有必要计入参数随机性的影响,可采用本文提出的方法进行大跨度悬索桥颤振稳定性可靠度评估,参数的随机性对西堠门大桥颤振稳定性可靠度指标有重要影响,忽略参数的随机性有可能导致结构的颤振稳定性偏于不安全。     

新技术护卫大跨度桥梁安全

中国的斜拉桥、悬索桥、拱式桥的跨度分别在1991年、1995年、2001年突破了400米,并且分别由上海杨浦大桥和苏通长江大桥、舟山西堠门大桥(最大跨度钢箱梁悬索桥)、上海卢浦大桥和重庆朝天门大桥等多次创造了这三种桥型跨度的世界记录. 桥梁结构的设计中,抗风安全性是需要着重考量的问题,其主要涉及极限设计风速下的动力稳定性——颤振发散.当桥梁结构颤振发散的临界风速小于设计风速时,就会发生颤振失稳,必须采用控制措施提高结构临界风速,这就是结构抗风安全控制技术.     

关头坝大桥振动监测系统

为了对关头坝大桥的结构健康状态和安全寿命作出正确评估,如实反映大桥的结构安全状态和运营安全信息,建立了桥梁振动监测系统.通过对大桥进行结构危险性分析,确定7个监测断面,布置14个3轴加速度传感器.设计了关头坝大桥振动监测系统数据采集及传输模块,此模块由12位精度模数转换芯片、89C52、RS232、DS1216等芯片组成,完成一次数据采集共需约5 ms.设计了大桥数据采集与分析管理系统,可对监测数据进行分析评估,为桥梁的养护、维修与管理提供决策.监测数据结果表明:桥梁振动监测系统可以实时地对桥梁结构状态进行监测与评估,为大桥在特殊气候、特殊交通条件下或运营状况严重异常时触发预警信号.目前,该系统正在为大桥的运营、管理和维护提供决策依据,对确保大桥的安全运营发挥着重要作用.     

主缆架设过程中风载下索股与猫道横向变形分析

通过建立猫道和主缆索股空间模型,计算分析了舟山连岛工程西堠门大桥主缆架设过程中索股与猫道的横向变形.探讨了西堠门大桥主缆架设期间不同工况中索股在各级风载下的横向变形规律,结合猫道在不同级风载作用下的横向变形,通过索股和猫道相对横向变形量确定出猫道上可供主缆架设施工的风速.     

西堠门跨海大桥智能养护管理系统集成技术研究

介绍了西堠门跨海大桥智能养护管理系统包括的各子系统及其功能,给出了智能养护管理系统集成方案,提出了该桥梁智能养护管理系统集成的软件实现和软件及网络集成技术。     

基于.NET框架的桥梁健康监测系统自诊断功能的实现

桥梁健康监测系统是一个集成系统,系统本身的维护有时比桥梁结构的维护更复杂,因此监测系统本身有必要增加一个自诊断功能。设计了一个桥梁健康监测自诊断系统。该系统自诊断功能能够及时发现桥梁健康监测系统中的故障,大大地降低系统维护的难度,减少系统维护的工作量。     

实时健康监测系统在大跨径斜拉桥中的设计与应用

滨州黄河公路大桥健康监测系统的建成,为桥梁结构的养护管理提供了科学信息,并为规范大跨径桥梁结构安全评价,分析桥梁运营健康状况提供了可靠依据。     

西堠门大桥北边跨锚侧钢箱梁安装技术

西堠门大桥为国内最长的两跨连续跨海钢箱梁悬索桥，桥址处恶劣的自然环境，使得大桥北边跨锚侧钢箱梁安装面临诸多难题，文中介绍了该位置钢箱梁安装与线形调整关键技术与施工工艺。     

基于通顺路大桥的健康监测系统设计与研究

本文基于通顺路大桥分析了钢管混凝土拱桥的结构特点,并以此为基础介绍了该桥健康监测系统的设计方案。对该系统的构成、主要构件所采用传感器的类型及其布置进行了重点说明,为此类钢管混凝土拱桥健康监测系统的设计提供了参考。     

桥梁结构监测数据预处理方法及其应用

介绍了桥梁结构监测数据预处理的几种方法,并基于九江大桥健康监测系统,对系统采集的数据首先选用其中的两种数据预处理方法,分别判别数据中的异常值,剔除粗大误差,其次采用数据平滑方法对噪声数据进行处理,采取这些合理的数据预处理方法最终可以获得对桥梁结构健康状态评估起重要作用的有效数据.     

大型桥梁健康监测概念与监测系统设计

大型桥梁健康监测力求对结构整体行为的实时监控和对结构状态的智能化评估,同时,对大跨度桥梁设计理论与力学模型的验证以及对结构和结构环境中未知和不确定性问题的调查与研究也正融入桥梁健康监测的内涵,据此首先简要地总结10多年来桥梁健康监测的研究状况,然后较系统地阐述桥梁结构健康监测的新概念,并从桥梁工程发展的角度探讨大型桥梁监测系统设计的有关问题,以期为监测系统的开发提供借鉴。     

常用跨度铁路桥梁运行状态分布式监测与预警技术

针对铁路活载作用下冲击剧烈、环境恶劣、量大面广等特性,研究面向常用跨度铁路桥梁监测的分布式无线监测系统,开发了嵌入式双核数字信号处理器(DSP)智能采集处理终端,构建了以智能终端为基础的铁路桥梁运行状态实时监测系统,并基于单体梁跨监测数据统计分析和既有规范形成参量的多级束界,实现实时分级预警预报,在大秦线桥梁实时监测中应用效果良好.     

润扬长江大桥结构损伤预警系统的设计与实现

研究了润扬长江大桥结构损伤预警系统的功能、体系结构、数据库和应用软件的设计与实现方法.提出了结构损伤预警系统的两级架构设计和两阶段实现方法,以保证结构损伤预警的实时性和准确性.建议采用Client/Server和扩展Browser/Server两种系统模式相结合的形式将结构健康监测系统与损伤预警系统相互结合,并采用MIMOSA数据库规范进行损伤预警数据库的设计.针对基于扩展Browser/Server模式的损伤预警软件特点,提出分别采用ActiveX技术和ASP技术实现客户端和服务器端应用的软件设计方法,并在此基础上编制了润扬长江大桥结构损伤预警系统软件.     

基于马氏距离累积量的斜拉桥主梁损伤识别方法研究

斜拉桥主梁是其运营中最为主要的受力构件,主梁的损伤识别方法研究一直是热点问题。针对结构健康监测数据,提出了一种基于马氏距离累积量的时域损伤识别方法。首先,构造基于马氏距离累积量的结构损伤识别向量,给出了利用监测数据进行损伤识别的操作流程。其次,建立了金塘大桥有限元模型,以正弦力激励的方式获得结构单元在健康及损伤状况下的加速度数据;并利用无损伤状态下的加速度数据作为参考样本,损伤状态下的加速度数据作为待测样本,通过对比损伤识别向量的变化情况进行斜拉桥主梁的损伤识别。最后,针对金塘大桥的实桥监测数据,进一步验证了该方法的有效性。结果表明,基于马氏距离累积量的损伤识别方法可以较为准确的识别斜拉桥主梁的损伤状况。     

大跨度预应力混凝土箱梁桥的健康监测系统

为了解决大跨度预应力混凝土箱梁桥出现的严重的安全问题(如结构性开裂和不正常的过度下挠等),设计和构建了该类箱梁桥的结构健康监测系统。依据箱梁的结构与损伤特点,该系统的软硬件包括5个部分:结构与环境温度监测子系统、挠度监测子系统、应变监测子系统(含箱梁桥关键断面的应变及主要裂缝的宽度)、动力特征监测子系统以及数据无线传输子系统。根据对箱梁桥该系统建设的经验与部分现场监测的结果,对健康监测系统的设计和构建提出了新的建议。     

基于折扣高斯粒子滤波器的桥梁可靠性动态预测

桥梁健康监测(BHM)系统在长期运营中积累了大量信息,如何利用这些信息动态预测结构可靠性已成为BHM领域的关键科学问题之一.为合理预测桥梁的动态可靠性,应用BHM系统日常监测的极值应力数据,建立带有最优折扣因子的动态线性模型,结合高斯粒子滤波器给出折扣高斯粒子滤波器预测算法,分别对日常监测极值应力的一步向前预测分布参数和状态变量后验分布参数进行修正预测,并基于此,采用一次二阶矩(FOSM)方法预测桥梁的动态可靠性,结合桥梁实测数据对所提方法进行了验证分析,为桥梁预防性养护维修决策提供理论基础.     

动力弹塑性分析在桥梁工程中的应用

依据我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)和《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008),以及弹性阶段承载力设计和弹塑性阶段变形验算的两阶段设计理论,使用MIDAS Civil 2006通用有限元程序进行某大桥动力弹塑性抗震分析,并对罕遇地震作用下的结构响应进行了综合评定并概括介绍了塑性铰区域纤维模型的建立方法和桩基础的模拟过程.