大型桥梁健康监测动态及发展趋势

大型桥梁健康监测是近年来国际上的研究热点。首先给出了桥梁结构健康监测系统的内涵和基本组成 ,再结合国内外已建立健康监测系统的几座典型桥梁 ,阐述了健康监测系统的内容和设计准则。回顾和总结了桥梁健康监测近年来所取得的成就 ,并分析了存在的问题和难点。最后展望了桥梁健康监测的发展趋势 ,重点探讨了桥梁健康监测的智能控制技术。     

桥梁的损伤识别

现在很多桥梁都安装了监测系统 ,自动损伤识别是桥梁健康监测系统的核心技术和热点研究问题。文章介绍了几种桥梁损伤的识别方法 ,包括动态法、静态法、有模型法、无模型法、位移法、应变法以及 BP和 RBF神经网络法的比较。目前健康监测系统尚不具备损伤识别能力。如何设计一个高效的用于结构损伤识别的自动损伤识别系统 ,是个值得研究的问题     

桥梁结构健康监测数据采集系统设计方法研究

针对长期以来,难以实现大型桥梁长期在线实时监测的情况,系统地研究了大型桥梁结构健康监测系统数据采集子系统的设计方法、设计内容和原则,并对数据采集子系统的软件和硬件设计进行了探讨.     

基于3G物联的桥梁集群健康实时监测系统

针对当前桥梁健康监测现状,为实现对桥梁集群健康实时监测,设计了一种基于3G物联的桥梁集群健康实时监测系统.该系统综合运用传感器技术、嵌入式计算机技术、3G无线通信技术、数据处理技术等,实现了桥梁集群健康的在线监测、数据实时处理及辅助管理人员做出桥梁健康维护策略的功能.     

润扬长江大桥结构健康监测系统研究

介绍了国家重点工程——润扬长江大桥结构健康监测系统研究的主要成果，综合评述了大跨桥梁健康监测研究的主要进展和关键问题．主要内容包括：系统的构成、目标和主要子系统的功能、监测项目的确定和布点策略、监测仪器的选择与检测技术分析、桥梁结构状态识别与安全性评估的方法与策略等．文中较为系统地论述了目前大跨桥梁健康监测系统建立与研究中的主要问题，指出了结构健康监测技术、状态识别和可靠性评估的可能技术途径，阐述了大跨桥梁健康监测系统的发展方向．     

基于大跨度桥梁健康监测方法研究

桥梁健康监测和养护已成为国内外相关领域的研究热点.本文详细地介绍了桥梁健康监测系统的具体构成,并对桥梁的安全评估模型进行了全面的理论分析.     

中小型桥梁健康监测系统的发展现状及对策思路

面对我国中小型桥梁数量庞大和健康监测系统发展不完善的现实,今后相当长时期内我国必须加大发展中小型桥梁健康监测系统的力度.本文的主要内容在于总结了当前我国中小型桥梁健康监测系统存在的几个主要问题,并提出了相应的对策和建议.     

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。     

对桥梁健康监测系统理论的研究

桥梁设计理论的验证以及对桥梁结构和结构环境未知问题的调查与研究扩充了桥梁健康监测的内涵。本文结合近十年来桥梁健康监测的研究状况以及大跨度桥梁工程的研究与发展，较系统地阐述桥梁健康监测的内涵。     

基于ZigBee的中小桥梁监测系统设计

我国中小桥梁结构监测与大型桥梁相比存在资金不足、技术落后、数量众多、管理不完善等问题。针对这种情况,文章采用低功耗ZigBee芯片和SimpliciTI网络协议结合各种传感器,设计了一套适用于中小桥梁结构健康监测的实验系统。该系统可完成桥梁结构中应变、位移、振动等主要参数的快速采集、无线传输和上位机显示等功能,具有低功耗、低成本、低复杂度和简单实用等特点,非常适合我国目前中小桥梁结构健康监测。     

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。     

大型桥梁健康无线监测系统

针对传统桥梁健康监测采用有线方式进行数据通信的缺点,提出基于GPRS(通用分组无线业务)网络的大型桥梁无线监测系统,介绍了系统的工作原理,采用32位ARM微处理器S3C44B0X及GPRS模块GR47,设计了具有GPRS功能的桥梁健康监测器,给出了桥梁健康监测器应用软件的实现流程,同时描述了监控中心的GPRS通信服务器软件的实现,并从荷载环境监测、几何监测、结构静动力监测、实时预报警、健康状态评估、系统管理及数据库服务器设置7个方面阐述了监控软件功能模块。实际测试结果表明,该系统具有实时性好、可靠性高等特点。     

桥梁极值应力的改进高斯混合粒子滤波器动态预测

为合理地动态预测在役桥梁的极值应力信息,应用桥梁健康监测(BHM)系统的长期日常监测极值应力数据,建立非线性动态模型,引入扩展卡尔曼滤波器(EKF)与高斯混合粒子滤波器(GMPF)相结合的改进高斯混合粒子滤波器(IGMPF)预测算法,对监测极值应力的一步向前预测分布参数及其状态变量的后验分布参数进行预测分析,并进行了实例验证.IGMPF不仅可以得到实测极值应力状态的合理重要性函数,还可以解决传统预测方法的短期性和精度不高的问题,为实际BHM系统的动力响应预测提供了理论基础.     

结构余度衡准及其在海上结构物设计与维护中的应用

对现有的基于确定性分析及概率分析的结构余度衡准进行了评述与研究，指出这些衡准存在的问题．还对结构余度衡准在海上结构物设计与维护中的应用进行了探讨，并明确提出损伤冗余设计思想在结构设计与维护中的重要地位．     

基于无线传感器网络的桥梁结构健康监测

对于大跨度桥梁的结构健康监测,传统的人工检测方法存在主观性强,整体性、时效性差等不足.目前广泛使用的有线健康监测在应用中也存在着布线难,系统易受环境影响等困难.利用无线传感器网络技术对桥梁结构健康状态进行监测,不仅保留了有线健康监测的优点,而且弥补了其在应用中的不足.文章首先对整个系统的组成进行了说明,接着分别对无线传感器网络节点以及基站的组成和作用进行了说明.在此基础上,提出温度漂移对无线传感器网络节点的加速度传感器输出的影响,并对如何利用温度补偿技术来校准加速度传感器的输出值进行了探讨,且给出了数据校准前和数据校准后的对比图.接下来,提出节点时钟同步的必要性,并对网络的时钟同步原理进行了探讨.在润扬长江大桥锚索上安装无线传感器网络节点,利用节点采集锚索的振动信息,并将其发送到基站节点.经数据分析可以得出锚索的振动频率,根据振动频率,便可以分析其受力情况,最终可以判断桥梁的结构健康状态.     

基于近断层地震的桥梁结构抗震设计研究进展

从近断层地震动特征、近断层区桥梁结构动力响应特点、影响参数、抗震设计理论及规范等几个方面,分析了当前近断层地震作用下桥梁结构抗震设计的研究现状和最新进展,总结了研究中已取得的成果和结论,指出了研究工作中的不足,并对今后的研究工作进行了展望.     

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.