实时测量桥梁挠度

本文介绍了一种实时测量桥梁挠度的方法。大量的实验分析数据表明：采用QY型倾角仪测量得到的桥梁挠度时程曲线有很高的精度，从而为桥梁的安全性评价和工程验收提供了可靠的依据。该方法真正实现了桥梁挠度的动态测量，避免了传统静态测量方法必须采取的封桥措施，提高了检测效率，工程应用前景广阔。     

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。     

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。     

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。     

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。     

一种光纤光栅倾角传感器的试验研究

设计了一种新型的光纤光栅倾角传感器。本设计将简单可靠的金属悬臂梁结构与高灵敏度的光纤布拉格光栅相结合,考虑了光纤布拉格光栅的温度补偿及灵敏度,从而保证其整体耐久性较好、测量精度较高。将该倾角传感器与光纤光栅解调仪组成监测系统,同时利用无线电容式倾角仪对其灵敏度进行标定,取得了良好的线性数据,证明该倾角传感器性能良好。     

基于ABAQUS的行车过程中桥梁动挠度模拟

为研究桥梁结构在行车过程中动挠度的变化,同时考虑传统动荷载试验方法耗费人力、不利于桥梁快速检测与桥梁健康评估的局限性,提出基于ABAQUS软件模拟行车过程中桥梁动挠度的方法。首先将车辆荷载等效为振动移动荷载;然后根据车辆实际轴距、轮距和轮胎尺寸,在桥梁模型上划分行车带,通过Dload子程序,将荷载作用在行车带上;最后根据车速设置分析步和增量步时长,控制荷载在不同时间作用在行车带各区域模拟车辆运动。将该方法应用于实际连续箱梁桥动荷载试验中,对比分析各工况下的实测结果与模拟结果。实测结果与模拟结果基本一致,表明基于ABAQUS软件模拟行车过程中桥梁动挠度的方法可实现桥梁动挠度的快速检测评估,为通过动荷载试验数据评估桥梁安全提供简便方法。     

无源伺服技术拓展振动速度传感器量程的研究

介绍了采用无源伺服技术进行位移摆式速度计测量量程扩展的研究。首先对传统速度计的原理进行分析;其次通过介绍无源伺服技术的原理,给出了采用无源伺服技术扩展速度计位移测量量程的方法,并给出实测结果,且线性相对误差小于1%。实验证明,以无源伺服反馈的方式扩展了传感器的位移量程,实现了高层建筑和大跨度桥梁的超低频大位移的有效测量。     

基于物联网的地震监测台网应急调度平台设计与应用

本文以地震信息采集为应用背景,围绕无线传感器网络的关键技术展开研究。介绍了无线传感器网络特点和关键技术,讨论了无线网络在地震信息采集方面的系统构成方案,设计实现了一种基于物联网架构的集数据采集、数据传输、数据处理和数据分析决策为一体的地震监测及应急调度系统。将XML用于数据交换,能够较好地克服传统数据交换技术具有的格式不灵活、成本高以及交互性差等缺点,实现不同数据库系统跨平台间模式转换和数据交换。在采集环节,针对监测环境恶劣,面积大、监测点多、监测时段长而人手严重不足的突出问题,提出了在有线网络为主体的前提下,添加无线传感网络作为补充,以弥补有线网络无法全覆盖的缺陷,大量传感器节点按一定布点规则分布于地震监测区域内,通过自组织方式构成多跳的组织网络,并选用了ZigBee技术予以实施。对加强地震监测、强震动地震预警等灾情信息的监测具有十分重要的参考作用。     

桥梁结构动态位移监测的误差修正

本文针对压力场连通管桥梁位移监测系统动态效应问题,根据连通管的基本原理,基于结构动力学理论,考虑结构振动对连通管内液体压强的影响,将结构振动引起的位移动态效应作为测量误差,建立了连通管动态压强理论计算公式,以及桥梁结构动态位移的误差修正计算公式,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.参数分析及2座背景桥梁计算显示,桥梁结构动态位移监测的误差修正量,与管道纵向布置倾角呈正相关关系,随测点至管道最高点加速度分布的总量增大而线性增大.研究结果对于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.     

基于DBSCAN的地震电离层扰动异常数据检测方法

电离层扰动变化可以作为地震的短临前兆,为提升电离层扰动数据分析准确性,剔除异常数据,提出了基于DBSCAN的地震电离层扰动异常数据检测方法。首先利用DBSCAN方法的中心思想,分析电离层扰动数据,结合无线传感器网络数据的特点,将欧式距离设定为指标,对比不同电离层扰动数据并进行划分聚类,然后计算地震电离层扰动数据相似度。再利用DBSCAN方法提取相关的环境特征集,通过特征集实现地震电离层扰动异常数据检测。最后实验分析与传统方法相比,运行时间、误报率、漏报率以及检测率的对比结果。结果表明：所提方法的所需时间短,误报率和漏报率明显降低,检测率大大提高。     

基于倾角道集与深度学习的地层倾角提取技术及应用研究

近年来新兴的多种地震数据处理和解释技术都需要倾角作为先验信息，传统的倾角估计方法大都依赖成像剖面，这些方法不可避免地会受到成像质量的影响，而且空间倾角的三维估计更是依赖于多条线形成的成像体.二元倾角道集因其椭圆形反射波位置对三维倾角具有指示性的特点，可以用作对倾角的估计，这样不仅能避免低质量成像剖面带来的影响，同时也能够实现仅依赖一条成像线道集的三维倾角估计.然而该方法会消耗大量人力和时间并且其结果也依赖处理人员经验.二元倾角道集在一个工区中数量庞大，可以为数据驱动特征提取的深度学习算法提供样本支持，因此本文在二元倾角道集的基础上引入深度学习算法，提出一种基于改进二元倾角道集和VGG神经网络的倾角提取技术，实现倾角的自动估计，并将倾角应用于菲涅尔带相关孔径的估计中，最后通过某工区实际数据验证对倾角估计的准确性和网络的泛化性能，再将孔径用于稳相偏移来验证倾角在实际数据中应用的有效性.     

基于局部测点模态测试的简支梁桥承载刚度评定试验研究

快速可靠地检测服役桥梁的承载刚度对保障道路交通线路的安全运营具有重要意义。文章提出一种基于局部测点模态测试的简支梁桥承载刚度评定方法,并以某实际工程中一座简支梁桥为试验对象,对所提方法的可行性和准确性进行验证。设计传统桥梁荷载试验的中载和偏载加载方案,测得各工况下简支梁桥跨中截面的实测静挠度,基于环境激励进行联合测点模态试验和局部测点模态试验,预测简支梁桥跨中截面的模态挠度,并结合桥梁理论挠度计算结构挠度校验系数。结果表明：中载、偏载工况下联合测点模态试验预测的跨中截面模态挠度与静载试验跨中截面实测静挠度的相对误差最大不超过5.7%,基本满足工程精度的要求;联合跨中截面测点和桥面加载点测点的联合测点模态试验能够准确评估桥梁的承载刚度;仅在跨中截面布置传感器的局部测点模态试验预测的模态挠度基本等价于联合测点模态试验预测的模态挠度,两者的相对误差小于2%,局部测点模态测试预测的跨中截面挠度校验系数与静载试验的实测挠度校验系数相比具有很好的一致性。     

基于FBG应变测量的古建筑木梁变形监测方法

针对传统测量方法在古建木梁实际变形监测中存在的不足,本文基于光纤布拉格光栅(FBG)应变测量技术结合构造函数法提出一种古建筑木梁挠度变形监测的新方法。该方法考虑了木梁两端榫卯连接半刚性支座、支座沉降和原木梁截面不规则三个因素,推导了应变测量结合构造函数法的古建木梁挠度计算公式;建立有限元仿真模型,得到所提方法在木梁监测中的最优传感器布设数量,并探讨了在实际工程中的适用范围;通过对木构架梁进行了静力加载试验来验证该方法的有效性,并分析支座沉降与截面不规则对挠度变形的影响程度。研究结果表明,本文所提的方法适用于半刚性支座的木梁,能够消除支座沉降与截面不规则的影响;该方法适合用于跨高比大于20的在役古建筑木梁挠度监测,仅需在5个位置布设FBG应变传感器即可满足精度的要求;支座沉降相对于截面不规则而言,其对挠度变形影响较大,且影响程度与加载模式无关。     

大型地震勘探仪器中可靠传输协议和算法的研究

地震勘探是地球物理和油气勘探的重要手段之一,近年来逐渐向更深地层更精细化的方向发展,传感器节点数和数据量也变得更加庞大,同时数据分析端对数据质量的要求却更高,这要求海量节点上的数据要快速准确地上传到数据储存服务器,其中实现实验数据的高速可靠传输成为系统设计的一个关键难点.针对地球物理勘探和油气勘探的特点,本文提出了一种应用于大规模地震勘探仪器数据传输系统的高可靠传输协议,既能提高整个数据获取系统的稳定性同时又能提高数据的可靠性.该协议通过对数据传输过程中产生的错误采取充分的检测和处理算法,使得传输错误不会影响到系统的正常运行而且有效数据能正确地上传,并结合DAQ（Data Acquisition,数据获取系统）实现数据存储的容错机制,有效提高了系统稳定性和物理实验数据的可靠性,极大提升了地球物理勘探的工作效率.     

基于离心窗倾角扫描的曲率属性提取

体曲率属性作为三维地震资料构造解释的重要工具,在识别地层弯曲、地层不连续性,以及裂缝预测方面呈现了不可或缺的作用,因此如何高质量的提取该属性成为一个需要关注的问题.体曲率属性提取质量的关键在于倾角扫描的精度,本文提出了一种基于离心窗的倾角扫描方法,该离心窗是在空间为中心偏离分析点的四个旋转窗口,时间上为包含分析点的五个纵向滑动窗口,通过变换不同的窗口进行高精度倾角估计,并采用最小二乘拟合插值求取真实倾角.该方法避免了多窗扫描对小断层构造的忽略以及噪声的过大影响,同时在处理中对倾角数据进行中值滤波,去掉噪点影响.将由离心窗倾角扫描方法所计算的倾角数据体应用到曲率属性的计算中,在恢复构造细节和提高信噪比方面均展现了较好的效果.     

投弃式海流电场剖面仪研制

本文分析了投弃式海流电场剖面仪的发展,简介了海流感生电场的基本原理,提出了投弃式海流电场剖面仪的技术方案.根据投弃式海流电场剖面仪的实际需求,研发了XCP海流电场传感器,并通过XCP探头的自旋转(16 r/s),实现了将海流电场信号AM调制并频移至海流电场传感器的超低噪声频段,解决了在高噪声背景下快速测量纳伏级微弱海流电场信号.设计实现了XCP探头前端弱信号处理电路,对海流电场微弱信号进行滤波提取的同时可实现对海流电场同向分量进行硬件电路补偿,在一定程度上克服了XCP探头下沉引起感生电场的强干扰.在XCP探头内部采用SoPC技术实现对海流电场信号、罗盘线圈信号和温度信息的快速测量及其数字化处理,并将数字信息以UART协议及LVDS物理层数传方式发送到XCP浮筒端.开创了长度2 km、直径0.1 mm漆包线动态数据传输技术,解决了XCP探头和XCP浮筒之间的数字化数据传输问题.根据XCP探头所采集的海流电场信号与罗盘线圈信号的同相分量I_n、正交分量Q_n、基线量B_n数据,研究了XCP探测方法,从而计算出了海流的东向与北向相对速度分量V_Er、V_Nr.采用所研发的XCP,在我国南海海域首次采集到海面至海下千米深度的XCP海流电场信息和海洋温度信息.     

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。     

基于神经网络的钢筋混凝土异型节点损伤分析

提出了将神经网络技术引入到钢筋混凝土构件损伤分析中的意义,并介绍了其在结构分析中的应用。根据低周反复荷载作用下钢筋混凝土框架异型节点的受力特点和破坏模式,定义了节点的损伤指标并分析了影响节点损伤指标的主要因素。利用前馈神经网络方法建立了该类节点的损伤模型。通过与传统分析方法相对比可知,在拥有了充分可靠的试验数据基础上将神经网络技术引入到伪静力条件下钢筋混凝土构件的损伤分析中可在一定程度上弥补传统计算方法的不足,为异型节点的研究提供了一种切实可行的途径。     

一种简易前兆观测室温、湿度环境监测设备研制

新疆地震局前兆台站多为野外无人值守台,主要受温、湿度影响较大。当温、湿度超出范围一定时间将对仪器造成损害,从而影响观测数据的连续性和完整性。本研究针对温、湿度影响因素,设计一种简易的前兆观测室温、湿度环境监测设备。基于STC89C52单片机设计一个温、湿度采集系统,该系统采用数字式温、湿度传感器DHT11采集环境的温度和湿度值,将采集的值在带有中文字库的液晶显示器LCD12864上显示,通过串口将这些值发送到上位机,在上位机中采用VC6.0编写温、湿度值采集程序。给出温、湿度采集系统的硬件和软件设计方法,并通过实验进行验证。实验结果表明,系统结构简单,能够实现对环境温、湿度值的采集和实时显示。实时监测温、湿度值,当参数超出设定值,立即通过短信通知相关人员及时进行处置,从而保证仪器的连续稳定工作,为预报分析提供完整、准确的观测数据。该装置满足功能设计需求并具有较好的稳定性和可靠性,有较高的实用价值和应用前景。