基于Savitzky-Golay平滑-小波降噪处理的桥梁结构监测数据分析方法

桥梁结构健康监测源信号数据存在毛刺、噪声及异常值等复杂情况,对信号数据分析、桥梁结构状态评估结果产生巨大偏差。本文提出了解决桥梁结构监测数据处理中复杂问题的系统性方法。首先,通过对比研究Savitzky-Golay(SG)滤波与信号平滑方法,并评价各方法的适用性;然后,基于复合评价指标量化选出最优小波基函数及最佳小波分解尺度;最后,采用卡尔曼滤波对同一监测项目的4个应变计数据进行融合,并用Monte Carlo仿真进行验证。研究表明,本文提出的SG平滑-小波降噪方法,可为桥梁健康监测数据处理提供较为全面、系统的参考。     

基于GPS的大跨悬索桥动态特性监测及分析

桥梁结构不同位置的动态位移能够实时反应悬索桥结构的受力性能和工作状态。介绍润扬大桥健康监测系统中GPS子系统布设方案,该系统用于监测大桥在各种荷载作用下的变形。分析桥梁结构在不同环境荷载作用下的结构反应。对GPS监测数据进行频谱分析,识别出结构的基频,并与有限元模型分析结果及振动传感器所测数据分析结果相比较,说明利用GPS可以有效、准确地监测桥梁工作状态,为该桥的承载能力、工作状态和耐久性评估提供参考依据。     

晋江大桥健康监测的设计及应用

本文分别通过对桥梁控制点、测站点及桥梁监测点的布设及施测,阐述了变形监测测量技术在大桥健康监测中的应用。     

广州新光大桥变形监测控制网试验

以广州新光大桥为研究对象,对其变形监测控制网的布设进行试验研究,包括桥梁高程监测控制网测量的方法和精度分析、桥梁平面监测控制网测量的方法和精度分析以及桥梁关键监测点位置布设研究。其中在高程监测控制网测量中,分别采用了跨河水准测量、测量机器人三角高程法测量、GPS测高3种方法进行比对实验;在平面监测控制网测量中则采用高精度测量机器人和GPS两种方法进行比对实验。由试验结果,得出结论,为同类项目的开展提供有益的借鉴。     

基于GNSS和RTS技术的桥梁结构健康监测

<正>动态变形监测是桥梁结构健康监测的重要内容之一,全球导航卫星系统(GNSS)和自动型全站仪(RTS)是目前获取结构动态变形信息的两种主要技术手段。本文以英国诺丁汉Wilford悬索桥和长沙三汊矶湘江大桥为试验研究对象,对GNSS和RTS传感器动态监测噪声特性、多传感器集成、网络实时动态差分、数据滤波、有限元建模等关键技术进行了研究。论文的主要工作及创新点     

基于惯性相机的大跨度桥梁线形形变实时测量方法

大跨度桥梁线形形变测量对桥梁结构健康安全监测与评估具有重要意义。水准测量、连通管等形变测量方法测量频率低、成本高,单相机形变测量方法测量距离越远测量精度越差,难以满足大跨度桥梁线形形变高精度测量需求。提出了一种集成惯性传感器和视觉测量的大跨度桥梁线形形变实时测量方法,使用相机高频拍摄桥梁测量靶标图像,同时利用惯性传感器纠正因相机振动带来的测量误差,通过多惯性相机串联延伸视觉测量的范围,采用联合解算获取大跨度桥梁线形形变,并研制了相应的测量设备,应用于某特大桥健康监测系统中。实验结果表明,所提方法的均方根误差为0.38 mm。在桥梁实验验证中,惯性相机测量大跨度桥梁线形形变与静力水准测量结果高度一致,相关系数均优于99.90%,相互较差为4.94 mm。所提方法能高精度实时测量大跨度桥梁线形形变,具有良好的工程价值。     

桥梁振动监测雷达的设计与实现

针对传统桥梁振动检测方法过程复杂、成本高、精度低、效率低等问题,利用调频连续波技术和干涉测量技术,设计了一个操作方便、精度高、系统小、成本低的桥梁振动监测雷达。利用该雷达对北京地铁某一桥梁在过车时的振动状态进行了监测。试验结果表明该雷达能够准确测量桥梁的强迫振动和自振。所提出的由雷达回波相位反演桥梁形变信息的方法能够有效地测量桥梁振动状态,从而提高桥梁振动状态检测的分辨率及效率。该系统可以应用于桥梁的监测、预警和维护,具有广阔前景。     

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。     

利用点云切片提取技术分析桥梁形变

三维激光扫描技术作为近年来发展迅速的测绘手段,在桥梁健康监测中,已经成为监测技术的重要组成部分。本文以武汉市某跨江大桥为例,首先采用Trimble SX10三维激光扫描仪对桥梁进行长期监测扫描,并对桥梁钢结构和桥墩的点云进行切片;然后在Trimble Business Center 和 Trimble RealWorks软件的帮助下对每期的扫描点云进行处理,提取桥拱断面点坐标并对桥墩切片点云进行最佳垂直圆柱体拟合,获取拟合平面中心点坐标;最后对比分析每期特征点平面坐标的偏差和三维偏移量。本文研究成果验证了三维激光扫描仪在桥梁变形监测中的可行性,丰富了桥梁监测数据的表现形式,可以为相关研究提供依据和参考。     

基于沉降区域轨道交通桥梁徐变监测探讨

近年来在轨道交通建设中普遍采用预应力桥梁,桥墩沉降对桥梁变形造成的影响很小,而桥梁徐变引起的质量事故比较突出,为此桥梁徐变观测也越来越成为桥梁变形监测的重点。通过穿越沉降漏斗区域桥梁徐变变形实例,分析在漏斗区域已知基准点选埋及桥上高精度基点引测方法,应用精密水准观测徐变监测点的沉降量。对桥梁徐变监测,得到徐变监测变形量,通过数据分析,来指导桥梁施工进度。同时,监测数据可进一步验证设计预拱值是否合理,为后续同类桥梁建设积累经验。此外,监测徐变高程系统宜与轨道交通一致,实现数据共享。通过监测验证了监测频率、监测方法、监测点布设等是合理可行的。     

桥梁健康监测与评估中的静力水准技术研究

近年来,我国的桥梁建设事业发展迅速,在桥梁数量大幅增加的同时,其安全形势却较为严峻,因此,越来越多的人开始重视桥梁运营的安全性及耐久性。桥梁健康监测技术通过对桥梁结构的监控及评估,在桥梁运营状况发生异常时发出预警,能够为桥梁的维护及管理提供科学的指导和依据。而静力水准监测技术与传统的光学水准监测技术相比,具有实时性、高精度、自动化等优点。因此,本文对比研究了不同的静力水准仪,并最终推荐选用磁致伸缩式静力水准仪作为监测的仪器。     

基于TRACK对桥梁健康状况分析

梁动态监测一直是工程变形监测方向的研究重点。文中简单介绍了TRACK模块,进一步阐述了TRACK数据处理的原理,以某桥梁实验数据,利用GAMIT／GLOBK1061中的双差动态定位TRACK模块对桥梁的实测数据进行了单历元数据的后处理,分别得到了桥梁车辆高峰时段和夜间时段的桥梁振动的时间序列,又通过经验模态分解方法对桥梁振动的时间序列进行降噪处理,对比分析了车辆对桥梁健康状况的影响,进一步验证了TRACK对桥梁状况分析方法的可行性。      

BDS精密单点定位在桥梁变形监测中的应用

桥梁变形监测是进行桥梁健康评估和后期修缮的重要内容．本文基于北斗卫星导航系统（BDS）精密单点定位技术,对实时采集的高频率BDS／GPS数据进行精密单点定位(PPP)静态和动态处理,并以相对静态定位结果作为参考,分析在桥梁复杂环境下BDS的PPP的精度,并把北斗动态PPP结果与GPS做对比．研究结果表明,在1 h连续变形监测时间左右,北斗静态PPP精度和BDS动态PPP定位精度可以达到厘米级,可以监测出大型车辆经过桥梁时的变形情况,并与GPS监测变形趋势基本一致．      

基于EMD的桥梁GPS动态监测数据处理

采用GPS监测运营期大跨度桥梁时,受到交通载荷和观测噪声的影响,GPS监测序列中的振动信号(mm级)完全被湮没,如何从监测序列中提取桥梁变形信息及其振动特性是桥梁健康检测的重要内容。文中利用EMD方法对GPS监测序列进行处理,得到一定数量的本征模态函数(IMF),选取特定的IMF做信号重构和功率谱分析,得到桥梁变形信息和振动特性,相较于传统FFT方法,能准确识别结构振动频率,同时提取变形特征。     

北斗与GPS在桥梁变形监测中的对比分析

目前我国北斗导航系统已经完成第二阶段区域系统的建设,利用北斗导航定位技术进行桥梁变形监测是今后发展的必然趋势。本文分析了北斗定位技术在桥梁变形监测中的的优势,并与GPS定位技术作对比分析,结果表明:在监测区域内,北斗二号的可见卫星数要略多于GPS可见卫星数,卫星几何精度因子略低于GPS,数据质量与GPS相当,相对定位精度略优于GPS,平面定位精度在1~2 cm,水平定位精度在5~6 cm。     

用GPS技术建立桥梁变形监测平面基准

随着我国国民经济建设和交通事业的迅速发展,大跨度桥梁将越来越多,桥梁的安全监测在运营管理中具有十分重要的地位和作用。在大型桥梁的变形监测中,利用GPS技术建立桥梁变形监测平面基准,可达到速度快、效益好、精度高的目的,将成为建立桥梁变形监测平面基准网的重要手段和方法。     

布尔沙模型在中山桥顶升监控中的应用

在桥梁顶升作业监控中,通常只对监测点顶升前后的坐标值进行比较,由于没有考虑梁体的整体性,且观测误差和坐标变化量混杂其中,因此难以准确判断桥梁的位置及姿态的变化情况。在中山桥的顶升作业监控中,笔者基于布尔沙模型对监测点坐标及高程进行统一平差处理,获取桥梁在顶升前后位置、姿态等参数变化量的最优估值,从而为桥梁的安全施工提供了科学的依据。     

施工沉井自动化监测系统的研究

分析了对施工沉井几何位置等参数进行自动监测的方法,采用了Visual C 编程语言和Access数据库系统,实现了施工沉井自动化监测系统.