用于桥梁结构挠度自动监测的新型传感技术

挠度是评价桥梁安全性和开展桥梁监测的重要指标.分析了用于桥梁结构挠度自动监测各种新型传感技术的基本原理、性能特点及应用范围,并对比这些传感技术的测量精度、测量方式和适用桥型等.结果表明,长期在线自动动态测量和大量程测量是未来桥梁结构挠度自动监测的发展方向.     

基于基准传递原理的桥梁挠度测试方法及试验研究

以基准传递原理为基础并结合桥梁挠度变形特点,提出了一种通过在梁体上布设连续连杆的挠度测试的新方法。为验证该方法,进行了一个空心板梁在温度及动载作用下的挠度测试试验,试验过程中测试了连杆中部与梁体的相对位移时程曲线,并对测试结果进行了加汉明窗的滤波得到了温度效应产生的梁体各测点的挠度变化值。结果表明依据基准传递原理进行桥梁挠度测试可以精确地同时对静、动态挠度进行测试,并能很方便的对单因素作用下的挠度进行分离,从而为桥梁的安全性评价和挠度长期健康监测提供可靠的数据。     

μC/OS-Ⅱ在桥梁挠度监测系统中的应用

基于ARM CPU LPC2132的光电液位挠度传感器的系统构成、μC/OS-II在本系统中的应用.以山西高速公路小沟特大桥的安全监测系统为实例,具体介绍本传感器的使用情况.     

桥梁挠度测量方法的探讨

分析了桥梁挠度传统测量方法存在的不足，介绍了几种新的、先进的测量方法。     

连通管动态液压力学分析

针对压力场连通管桥梁位移监测动态效应问题,本研究根据连通管的基本原理,基于结构动力学理论,首次建立了连通管动态压强理论计算公式,并进行了模型试验,理论计算值与试验值吻合较好,验证了理论公式的正确性.参数研究结果表明,连通管动态压强与管道位移量和管道倾角呈正相关关系,随测点至管道最高点加速度分布的总量增大而线性增大.研究结果为提高桥梁健康监测系统动态挠度测量精度,准确评估桥梁结构工作性能,具有重要的意义.     

大跨径桥梁挠度测量新方法研究

提出了一种以测量机器人为采集器,通过获取合作目标的几何信息进行桥梁挠度测量的新方法,从测量系统误差、偶然误差两个方面分析了测量机器人的测角及测距误差,并探讨了竖直角、视距对挠度测量误差的影响,同时依据最小二乘原理分析了该方法的测量精度.经分析得知:如果仪器至后视点距离小于150 m,至目标点距离小于200 m,挠度测量精度将优于±1 mm.在实际工程中,该方法测量的挠度值与电子水准仪测量的挠度值差异小于0.22 mm,相对误差小于3.3%,表明该方法在大跨径桥梁检测中完全能满足测试要求.     

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。     

基于时限信号重构技术的桥梁动挠度惯性测量方法

以惯性测量原理,用地震式低频振动传感器测量桥梁动挠度。利用信号恢复技术,对地震式低频振动传感器因频率特性而畸变的输出作补偿处理。讨论系统存在零点时的恢复技术,及噪声下信号恢复处理的不适定性问题。以铁路桥梁动挠度的部分时域特征,采用时限信号低频频谱重构技术,外推信噪比差的部分低频谱线,有效地反演原始信号。本文为列车激励下桥梁空间振动形态提供了十分便捷有效的测量方法。     

桥梁动挠度计算的加速度积分方法

车辆通过时桥梁动挠度的测量与加速度测量相比有很多困难,因此考虑由加速度积分求得桥梁的动挠度.车辆进桥时实测振动信号表明桥梁的初始状态不是完全静止的,初始加速度、速度均是未知量.文章对测试加速度进行减去均值处理以消除初始加速度的影响,根据车辆出桥后梁在平衡位置处振动的特性消除初始速度的影响.算例表明,常荷载通过桥梁时由加速度积分所得动挠度与精确解吻合得很好.现场实验表明,采用本文的方法对测试加速度积分计算桥梁的动挠度是可靠和可行的.     

基于桥梁健康监测挠度数据的车辆荷载位置预测

为了保证桥梁在使用过程中一直保持健康状态并及时监测出桥梁出现的不良状态反应,建立了一种基于挠度数据的车辆荷载位置预测模型,通过将预测荷载位置坐标与有限元计算设定位置对比来反应预测模型的有效性.使用大型有限元软件ABAQUS建立了某三跨连续梁桥的三维有限元模型,并通过编程软件MATLAB建立BP神经网络且将收集的数据用以训练及验证,经最大-最小归一化处理后对比了未加噪和加噪情况下的预测值与真实值,得出了以下结论:首先在未加入噪声的情况下,车辆荷载位置预测精度非常高;其次,在引入噪声之后,预测的精度下降,相对误差增大;最后采用了均值滤波的方法降噪之后,发现相对误差降低率分别达20.12％和72.4％,预测精度提高表现出较好的预测效果.     

基于奇异值分解的桥梁挠度分离研究

针对桥梁挠度各成分的分离问题,利用温度挠度具有周期性的特点,基于奇异值分解提取周期信号原理,提出桥梁挠度监测信号中精确分离各分量的方法。计算及分析结果表明,该方法能有效分离挠度监测信号中各种效应值,挠度分离效果良好,尤其对具有周期性特点的桥梁挠度温度效应分离特别有效,为桥梁挠度信号分离提供了一种有效的方法。     

300MW供热汽轮机连通管的改造

介绍了300 MW供热汽轮机组的构造及功能,阐述了中低压连通管的运行情况,探讨了"一二一"型中低压连通管晃动原因及对策,提出了中低压连通管的改造方案。     

预应力混凝土桥梁施工挠度时效分析(英文)

通过分析桥梁施工过程力学性能的时效变化,考虑徐变、钢束松弛、混凝土强度等时效因素及结构性质的变异性,并引入模型综合修正系数及时效综合修正系数,建立了施工阶段结构挠度增量的计算模型;并利用Monte Carlo模拟方法,实现了施工阶段结构挠度增量的概率时效分析及预测.根据实际工程给出详细的计算算例,证明了方法的可行性和适用性,可供其他工程参考.     

方管V形辊矫直机压弯挠度设计

采用一种新型的V形辊矫直方式,基于矫直理论,对尺寸为22×22×3(mm3)紫铜方管的矫直曲率方程式进行了推导。计算出了V形辊的压弯挠度,为以后整机的设计提供了重要数据。     

大跨度钢斜拉桥主梁监测挠度的评估与预警

在南京长江三桥长期监测数据的基础上,提出了一种基于统计理论的钢斜拉桥主梁挠度的长期趋势评估和动态预警设置方法.首先,分析挠度随温度的变化特征,选取夜间0:00-1:00时段的挠度数据,剔除车辆荷载的影响,并考虑整体升降温作用,进而得到恒载挠度评估指标的基准值.其次,采用线性适度模型和基于实质的灰色关联度法对挠度进行评估,以2007~2010年的数据为例,结果表明:本文的评估结果与长期变化趋势一致,挠度变化趋势有助于指导桥梁结构病害的进一步检查.最后,基于一定保证率建立桥梁跨中挠度黄、红两级预警线,考虑交通量变化及累积损伤带来的影响,设置动态预警线.通过2008年雪灾前后状况和交通量增长情况两个示例进行检验,结果表明:本文设置的动态预警线不仅能有效地应用于桥梁正常运营或突发状况,还能根据桥梁的实际状况实现同步更新.     

基于悬挂吊锤的桥梁动挠度测试

目前基于动挠度测试的混凝土梁桥承载力评定方法尚不完善,为了给现役桥梁的实际承载能力准确快速的评定提供科学准确的依据,客观地反映桥梁的实际运营状况,通过理论推导与室内试验相结合的方法研究了基于悬挂吊锤的桥梁动挠度测试。对于梁体激振源的振动频率、振动幅值、吊锤重量及钢丝绳长度4个变量,通过固定其中3个变量不动,改变其中1个变量,对比分析梁体动挠度与吊锤动挠度之间的关系,再与所推导公式对比分析。结果表明:基于悬挂吊锤的桥梁动挠度测试不仅与吊锤的质量、简谐荷载作用的时间有关,还与作用于梁体激振源的振动频率、振动幅值及钢丝绳长度有关。可见研究结果对基于悬挂吊锤的桥梁动挠度测试研究具有一定的实用性,为采用将测量装置置于测点处悬挂的重物下方来测量桥梁结构动挠度的方法提供一定的理论指导。     

空间钢管混凝土管节点有限元分析

钢管混凝土桁架式拱桥多采用主支管直接相贯焊接的空间节点构造型式.管节点连接处应力集中使节点成为整个结构的薄弱环节.基于此,本文采用有限元软件ANSYS,利用圣维楠原理对四管桁架拱桥中的三种典型节点进行了局部受力分析,分别考虑了主管与支管夹角、主支管管径比和主支管管壁厚比三个参数对节点构件应力的影响.     

基于路面变形速度的弯沉测量方法

摘要： 为了实现在正常交通速度20~80 km/h下的连续弯沉测量,提出了采用测量路面变形速度反演弯沉的方法.研究利用激光多普勒测振仪测量路面在标准载荷作用下的路面变形速度的方法和路面变形速度提取算法,结合弹性地基上的欧拉 伯努利梁理论,推导弯沉盆曲线的两参数方程,采用牛顿迭代法利用路面变形速度反演路面弯沉.基于此方法设计的原型设备已在新疆、陕西、甘肃、天津、湖北等省市进行了近8×104 km的路测实验.结果显示,数据自重复性达到95%以上;与贝克曼梁测量数据对比,数据相关性达到90%以上.该方法一次测量只需要一次采样,测量与路面曲率无关,相对于传统测量方法,其适合于高速、无损测量.实验证明,该方法能满足路网级、逐车道的路面弯沉连续、无损、高密度、高速度测量的要求,具有广阔的使用推广价值.
关键词： 路面; 弯沉测量; 变形速度; 弹性地基梁
中图分类号： U 418.4+3,TP 23,TP 319文献标志码： A     

基于结构应变/温度光纤光栅传感器的贵州红枫湖大桥健康监测系统

桥梁健康监测和养护已成为国内外相关领域的研究热点。详细地介绍了结构应变/温度补偿光纤光栅传感器的工作原理以及该新技术应用到贵州红枫湖单塔斜拉大桥健康监测系统中的布点设计、具体光路和应用结果。