结合地基微波雷达与GPS的大型桥梁挠度检测分析

对正常运营的桥梁进行相关受力动态变形监测,是对桥梁健康状况以及桥梁结构变形进行综合评估的重要内容。以正常运营的某连续梁桥动态变形监测为背景,结合地基微波雷达和GPS对其进行了动态挠度变形监测,对地基微波雷达和GPS获取的具有工程价值的数据利用EMD算法进行去噪处理,进一步得到更有分析价值不含噪声的变形数据,并阐述了EMD算法的基本原理,选取热、估信噪比分析地基微波雷达数据质量精度,把加速度重构成挠度变形位移图,与GPS监测变形挠度对比分析,发现监测时间段内桥梁动态挠度变化在毫米级,桥梁中间的变形量大于桥梁两侧。为进一步分析正常运营下的桥梁结构变形以及寿命评估提供有效的数据支撑。     

利用地面三维激光扫描进行桥梁挠度变形分析

针对常规桥梁挠度变形分析方法仅能获取有限数量离散监测点的几何变形,且存在自动化程度低、效率低、局限性大的问题,本文提出了一种基于点云数据的桥梁挠度变形分析方法。首先通过地面三维激光扫描仪获取桥梁变形体上的点云数据,经过精确配准,获取可靠点云数据。然后利用滑动窗口法得到桥梁线形,并通过两期线形叠差分析得到桥梁挠度变化。最后以跨度40 m+65 m+40 m的连续钢构桥实体工程为试验对象,利用本文方法发现该桥梁存在最小值为8 mm、跨中最大值为17.5 mm、平均值为14.9 mm的挠度变形。结果表明,该方法理论严密、计算效率高、简单实用。研究结果对三维激光扫描技术在变形监测领域的深度应用有重要借鉴意义。     

基于近似微分理论的高压线塔挠度变形研究

高压线塔是杆状构筑物,在受到地下开采等外界环境影响时,极易发生变形。文中采用地面三维激光扫描技术记录高压线塔,通过对高压线塔点云数据分层处理,提取各层点云切片中心点坐标。根据线塔不同高度处偏离基础中心点的距离,得到线塔实测挠度。结合材料力学中对杆状结构的受力分析,线塔最大挠度处在线塔的自由端,运用近似微分法实现对高压线塔理论挠度计算。研究表明:从力学角度出发,通过理论计算值与实测挠度值对比,说明近似微分法分析杆状结构挠度变形具有合理性;将理论分析计算与三维激光扫描自动化测量相结合,实现对线塔挠度变形的分析,为进一步研究线塔的挠度变形奠定基础。     

基于全站仪在桥梁挠度检测中的应用和研究

采用全站仪、数显百分表及精密水准仪在相同的观测条件下对桥梁挠度进行测量,以栾川县新双龙桥为例进行桥梁挠度观测试验,通过三种测量方法得到的试验数据进行对比分析,并用误差传播定律进行了精度分析,理论和实践均表明全站仪可满足挠度观测精度要求。在桥梁检测应用中,尤其是坡度和跨度比较大的情况下,该方法具有实际的参考价值。     

基于ICP配准算法的三维激光扫描桥梁变形提取

针对桥梁复杂部位表面微小变形量难以提取的问题,研究了基于ICP配准算法的桥梁表面微小变形量提取方法,提出应用ICP配准算法分析桥梁变形的步骤,同时给出了提取桥梁变形量的精度指标与距离阈值的判定方程。采用Visual C++6.0结合OpenGL编程将ICP点云配准算法以及桥梁变形量提取程序化。利用Trimble GX对某大型桥梁的两期扫描数据进行实验,实验表明:应用ICP配准算法对桥梁两期数据配准,依据最近点的距离值确定变形阈值可以提取桥梁表面复杂部位的变形量,且收敛稳定、精度较高,为桥梁的检测与建模提供借鉴。     

融合多源测量数据的桥梁挠度异常探测方法

桥梁是一种重要的交通基础设施,保障了人员和物资的流动运输,桥梁安全状态监测至关重要。受桥梁自身承重、桥面移动荷载和环境温度等因素的影响,桥梁挠度不断发生变化,而挠度异常可能会引起桥梁的结构性损伤而产生安全隐患。针对目前挠度异常探测方法没有综合考虑其外部环境和挠度自身变化特征的不足,本文提出了一种融合多源测量数据的桥梁挠度异常探测方法。利用环境温度、桥面移动荷载及桥梁挠度计算多源测量数据特征并融合,通过随机森林分类模型识别异常挠度。试验结果表明,本文方法的异常探测精度达到88.18%,效果良好,并且优于其他典型机器学习模型,能够帮助桥梁管理部门及时发现桥梁挠度异常情况,从而提高桥梁维护管理水平。     

电子水准仪在桥梁挠度观测中的应用

简述了桥梁静载试验的意义,简要介绍了电子水准仪观测的原理和特点,并对电子水准仪观测桥梁挠度的精度进行了分析,成果精度能满足工程要求。最后,结合某桥梁挠度观测实例,并将电子水准仪观测结果与理论计算结果进行比较和分析。实践证明,用电子水准仪观测桥梁挠度工作效率高,观测成果可靠。     

基于灰色关联分析的卡尔曼滤波在桥梁变形监测中的应用

在某长江特大桥桥面挠度变形监测过程中,考虑引起桥梁挠度变化的相关因素,采用灰色关联分析确定其中较重要的影响因子后,在传统卡尔曼滤波模型基础上建立改化后的状态方程和观测方程,从而完成相关因素的预测预报工作。实际应用结果表明,基于灰色关联分析的卡尔曼滤波对桥梁挠度变化的预测结果比传统滤波模型更加接近最终实测值,具有更高的准确性与可信度。     

半硬式飞艇结构变形的地面试验与分析

为研究半硬式飞艇的变形,针对由20 m长囊体与14 m长龙骨组成的飞艇结构件,进行三点弯曲地面静力试验,分别在1 kN、2 kN、3 kN不同拉伸载荷与300 Pa、500 Pa、700 Pa、900 Pa不同囊体内压的组合工况作用下进行地面测试。由数据结果分析得到结论:变形挠度的测点应位于龙骨;载荷的增加使得飞艇变形挠度增大,囊体压强的增加使得飞艇变形挠度减小;与载荷相比而言,压强的改变对飞艇变形挠度的影响较小。     

复杂环境下的桥梁变形监测研究

桥梁变形监测是评估桥梁健康状况的必不可少的内容,也是桥梁后期的保护和修缮的重要支撑手段。随着测绘新技术的不断发展,卫星导航技术已经被广泛应用于变形监测领域。本文利用GPSRTK技术对国内受到桥塔、缆索、车流量、人流量等复杂因素影响的某大型桥梁进行动态变形监测,采用希尔伯特黄变换(HHT)方法对实测数据进行处理,得到桥梁的固有频率以及阻尼比,为今后的桥梁健康评估提供一种新的技术与理论方法。