基于无线倾角传感器的桥梁挠度测量研究

桥梁是现代交通运输网络中的重要组成部分,挠度是衡量其安全性的重要指标。本文在分析各种桥梁挠度测量方法的基础上,提出了应用研制的无线倾角传感器测量挠度的方法。首先,介绍了常用的测量挠度方法,并在倾角测量挠度机理的基础上,提出了采用两点法测量挠度的方法;其次,采用模块化方法设计了一种低功耗的无线倾角传感器节点,节点加载TI公司的MAC协议栈实现自组网、能够测量倾角值并将数据发送到协调器,协调器通过串口将数据发送到PC机,数据处理后显示挠度曲线;最后,通过实验验证了所提出的利用倾角测量挠度方法的实用性与可靠性。实验表明,采用无线倾角传感器实现对桥梁挠度测量,无需布线、简单方便,具有很好的应用前景。     

震后桥梁挠度测量方法的设计与实现

对震后桥梁稳定性与安全性检测过程中,挠度是一项重要检测指标,但是测量这一参数较为复杂,干扰较多,结果存在较大问题。设计一种震后桥梁挠度测量方法。根据实际桥梁设置相关参数,采用共轭梁法计算震后桥梁固定点的初始挠度,结合震后桥梁挠度曲线函数,获得欲求解的桥梁截面挠度值;修正桥梁截面挠度值时,将监测点高程差同基准点高程差间的差值问题替代挠度偏差问题,分析倾斜传感器获取维护点倾斜传感器的理论值和基准点倾斜传感器的理论值,确定挠度偏差,修正震后桥梁挠度测量值。通过简支梁与连续梁实验,验证测量震后桥梁挠度时,具有更高测量精度。     

光电液位传感器及其在桥梁挠度自动测量中的应用

挠度是反映桥梁线性变化的重要参数,光电液位传感器是一种新型的连通管液位检测传感器,它的测量精度能达到0.1mm。将光电液位传感器、连通管、485总线、RS485/232转换卡、计算机等组成桥梁挠度自动测量系统,能够对大型桥梁挠度进行多点、长期、在线、远程、自动监测且不受桥梁现场高尘、高湿和浓雾的影响。目前,该系统已经成功应用到重庆大佛寺长江大桥上,测量结果表明可以准确获取桥梁的挠度信息,测量的挠度值能够真实反映桥梁的挠度变化,是一种有效的桥梁挠度自动测量方法。     

陶赖昭松花江特大桥挠度测量分析

分析了陶赖昭松花江特大桥挠度测量结果。利用QY倾角仪对该桥第六跨和第十跨进行了9组静挠度和36组动挠度的实测，并同光电桥梁挠度检测仪的测量结果进行了比较。对比结果表明利用倾角仪测量桥梁挠度的结果是可靠的，精度是有保证的。     

利用倾角传感器测试桥梁挠度的实用方法研究

考虑到桥梁的挠度与截面转角具有对应关系,提出了利用倾角传感器测试桥梁挠度的实用方法。该方法利用结构有限元模型计算单位荷载在不同位置作用时的挠度曲线,以此挠度曲线作为基准位移模式,而真实挠度为基准位移模式的线性组合;组合系数的确定采用对倾角测试数据进行最小二乘拟合的方法,有效地减少了测试误差的影响。通过有限元仿真和九江大桥实测分析结果表明,该方法精度满足工程要求,计算速度快,适合在线挠度监测。     

QY型倾角仪瞬态反应测试方法的研究

本文介绍了QY型倾角仪的输入不同持续时间的单个半正弦流和单个方波情况下瞬态反应的测试方法及测试结果并与仿真结果进行了比较，证明了该仪器可用于动倾角和动态挠度的测量。     

倾角仪法测量高铁桥梁动挠度研究

荷载作用下,桥梁挠度测试方法有拉线位移计法、水准仪或全站仪法、光电或激光位移计法、全球定位系统（GPS）法、摄像法以及倾角仪法等,但这些方法在高速铁路列车作用下的高频振动实时动挠度测试方面的研究较少。基于倾角仪测试法,对高频振动下桥梁的实时动挠度测试方法进行研究。室内和现场测试结果表明:该法不仅可以测试梁两端的实时倾角值,而且通过测试桥梁有限部位的实时动倾角,可拟合得到整座桥梁的实时动倾角曲线,通过积分可得到桥梁的实时动挠度曲线,且测试的挠度值不受桥墩下沉及支座变形的影响。该方法可为高铁桥梁健康监测提供可靠的实时动倾角曲线和实时动挠度曲线。     

钢筋混凝土桥梁的振动测量

讨论了钢筋混凝土桥梁原型振动试验的若干问题，分析了桥梁、尤其是特大跨度桥梁的振动特征，阐述了原型振动测量的检测技术和对检测仪器性能的要求等。     

基于伺服式倾角仪的桥梁挠度和转角监测技术的研究

由于塌桥事故的不断出现,各国对桥梁健康监测逐步重视起来。桥梁挠度和转角是桥梁常规检测和健康监测的重要内容,是桥梁健康状态评估的重要指标。虽然现在存在多种测试桥梁动挠度的设备,但是都无法用来长期在线监测一些桥梁的动挠度,特别是横跨较宽江面或深峡谷的大跨度桥梁的动挠度。目前由于没有成熟的、高精度的转角仪器可测试梁端转     

静载试验在既有桥梁鉴定中的应用

通过四种工况情况下的桥梁静载荷试验,测定了桥梁应变、挠度值,对既有桥梁的结构强度、刚度进行了分析,对桥梁的承载能力做了鉴定.     

Traffic‐induced variability in dynamic properties of cable‐stayed bridge

The traffic‐induced variability in the dynamic properties of a cable‐stayed bridge is investigated using ambient vibration measurements. Under a relatively steady wind and temperature environment, the ambient vibration test was conducted on the bridge with normal traffic conditions and totally 24 h acceleration response time histories were recorded. These data are divided into 12 sections with each data section containing 2 h measurements. Thereby the modal variability due to changing traffic loading is investigated through post‐processing of the data in each section in both amplitude and frequency domains. The result indicates that the natural frequencies of the global modes can exhibit as much as 1% variation within a day. The modal amplitudes of each mode as well as the modal deflection at each measurement position vary insignificantly. The damping ratios however are sensitive to the vibration intensity, especially when the deck vibration exceeds a certain level. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于现场测试的斜拉桥有限元模型修正

由于多年使用,桥的结构材料等都已经发生变化,因此在研究桥的当前工作状态时,必须依照现场测试结果,将初始模型修正为符合现阶段实际情况的有限元模型。本文以黄河胜利大桥为工程背景,根据设计资料建立了该桥初始有限元模型,用ANSYS通用软件开发了索力修正程序,该程序通过调整拉索的初始应变和附加质量块,使模型索力与设计索力之间误差在5％以内。计算发现,有限元模型中的施工顺序对成桥状态有着很大影响,应通过单元生死技术进行施工模拟。本文以各级加载工况下挠度、索力的变化情况作为控制目标,最终建立了能够反映加载工况下挠度变化、索力变化的黄河胜利大桥基准有限元模型,为今后监测桥的索力变化情况进而了解整座桥的工作状态奠定了基础。     

提高斜拉索索力估算精度的方法

振动法是测量实际索力的首选方法,但其测试精度会受到外界环境因素如温度、风和桥面对拉索作用等的影响。本文围绕如何将外界环境因素的影响降至最小,从测量时机的选取、数据处理方法的选择等方面,综合运用随机振动、风工程、非线性和误差分析理论,提出了提高拉索索力估算精度的实用改进方法,得出了一些有意义的结论。并通过哈尔滨松花江斜拉桥实例进行验证对比,结果表明,该方法具有较高的精度。     

Estimation of structural parameters in time domain: A substructure approach

A substructure approach is used to estimate the stiffness and damping coefficients of structures from measurement of dynamic responses. The structures are decomposed into smaller subsystems for which state and observation equations are formulated and solved by the method of extended Kalman filter with a weighted global iteration algorithm. Substructural identification methods with and without overlapping members are proposed. In both methods, the convergence of the structural parameters to the optimal values is improved significantly with less computation time as compared to a complete structural approach. Numerical simulation studies are performed for three types of structures, namely a shear building, a plane frame building and a plane truss bridge. The effects of measurement noise and response observations required for identification of system parameters are also investigated.     

Dynamic response of skew bridge decks

In this paper the dynamic response of a skew bridge deck has been investigated, treating it as an orthotropic plate and using the finite strip method. Employing the normal mode method, the response of the deck due to a moving force has been calculated. Williams' method has been used to accelerate the convergence of the solution. Numerical work has been done for different skew angles and speed ranges. In this study, the history curves and the maximum amplification spectra for deflection and bending moment are presented.     

多点激励下拱桥竖向地震反应的简化计算方法

以某大跨公路拱桥为例,通过对拱桥在三种行波输入模式下地震反应的对比计算,提出了拱脚行波输入的简化输入方式;利用拱桥结构的对称性特点,提出了多点输入下半拱叠加的简化计算方法。经验证,这一计算方法具有良好的计算精度,可将较为复杂的拱桥多点输入地震反应计算问题,转化为工程技术人员熟悉的一致输入下地震反应计算问题。