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。     

苏通大桥结构健康监测系统设计

介绍了苏通大桥结构健康监测系统研究的主要成果,分析了大跨径桥梁健康监测研究的关键问题.苏通大桥结构健康监测系统主要由四个子系统组成:(1)传感器系统(SS);(2)数据采集与传输系统(DATS);(3)数据管理与控制系统(DMCS);(4)结构健康评估系统(SHES).其中,结构健康评估系统是苏通大桥结构健康监测和安全评价系统的核心内容.结构健康评估系统由五个模块组成:(1)桥梁评级系统;(2)适用性评估;(3)损伤诊断和预测;(4)耐久性评估;(5)安全性评估.文中较为系统地论述了目前大跨桥梁健康监测系统建立与研究中的主要问题,指出了研究结构健康评估系统的主要技术途径,阐述了大跨桥梁健康监测系统存在的问题和发展方向.     

桥梁高墩位移延性能力的探讨

本文运用增量动力分析方法来计算高墩的屈服位移、极限位移和位移延性，给出了应用IDA方法计算屈服位移、极限位移的主要过程，探讨了高阶振型对高墩位移延性能力的影响。通过算例分析表明：现行计算桥墩位移延性系数的方法，如直接应用到高墩，将会导致较大误差；高阶振型对高墩的屈服位移、极限位移和位移延性系数都有较大的影响。     

TM50在跨断层水平位移(短程)测量中的应用

对于短程跨断层水平位移测量,采用高精度光电测距仪是较好的选择,就目前的测量技术与作业方法而言,徕卡测量机器人TM50无论在测量精度还是作业速度上都具有很好的表现。通过两个跨断层场地的实例展现了TM50在跨断层水平位移测量中的应用,并对多周期实例数据进行了比较分析。     

环境温度对桥梁结构动力特性影响的试验研究

本文以两跨钢-混凝土连续组合梁模型和刚架拱桥的环境振动测试为基础,分析了环境温度变化对桥梁动力特性的影响。结果表明:环境温度变化会引起桥梁动力特性的显著变化,同时温度变化对结构动力特性的影响受到桥梁边界约束条件的很大影响,此类测试和分析对桥梁健康监测与损伤识别具有借鉴意义。     

降雨动态系统响应曲线修正方法在黄土区域水沙模拟中的应用

采用水沙模型对流域水沙过程进行计算是目前分析和研究黄土地区水土流失、水沙锐减等问题的有效途径由于降雨的时段均化和缺测、漏测、误测等问题,导致水沙模型的重要输入项和动力因子——降雨资料存在误差,进而影响水流和泥沙过程模拟精度因此,本研究将降雨动态系统响应曲线的误差修正方法与概念性水沙模拟模型相结合以提高水沙过程模拟精度此方法将水沙模型的水流模拟部分看作响应系统,通过修正水沙模型的重要输入项——面平均雨量,利用修正之后的面平均雨量系列,通过模型重新计算以提高模型对产汇流和产汇沙过程的模拟精度通过理想案例验证该方法可行性后,选择黄土地区曹坪流域进行检验,结果表明修正后的水流和泥沙过程模拟精度均有显著提高,平均提高幅度分别为17.56%和15.86%.     

基于面平均雨量误差修正的实时洪水预报修正方法

空间集总式水文模型的洪水预报精度会受到面平均雨量估计误差的严重影响.点雨量监测值的误差类型、误差大小以及流域的雨量站点密度和站点的空间分布都会影响到面平均雨量的计算.为提高实时洪水预报精度,本文提出了一种基于降雨系统响应曲线洪水预报误差修正方法.通过此方法估计降雨输入项的误差,从而提高洪水预报精度.此方法将水文模型做为输入和输出之间的响应系统,用实测流量和计算流量之间的差值做为信息,通过降雨系统响应曲线,使用最小二乘估计原理,对面平均雨量进行修正,再用修正后的面平均雨量重新计算出流过程.将此修正方法结合新安江模型使用理想案例进行检验,并应用于王家坝流域的16场历史洪水以及此流域不同雨量站密度的情况下,结果证明均有明显修正效果,且在雨量站密度较低时修正效果更加明显.该方法是一种结构简单且不增加模型参数和复杂度的实时洪水修正的新方法.     

分量核旋仪分量线圈装置误差的测定与修正方法

分量核旋仪分量线圈的装置误差与长期漂移会对地磁场水平分量和相对磁偏角的观测值产生一定的影响,本文对此进行了分析,并提出了分量核旋仪分量线圈装置误差与长期漂移的测定与修正方法,这对指导地磁台站提高分量核旋仪观测精度,促进观测技术的进步有一定的意义。     

考虑动态临界加速度的地震边坡永久位移预测模型研究

在区域边坡地震危险性评价中主要采用永久位移预测模型进行地震边坡永久位移计算.永久位移预测模型以Newmark滑块理论为基础,通过大量实测地震时程记录统计拟合得出.针对Newmark理论中滑动面抗剪强度参数保持不变和已有位移预测模型的计算位移小于实测位移的问题,利用动态临界加速度理论,分别构建含有峰值加速度和阿里亚斯强度...     

桥梁健康监测及诊断研究综述

本文分析了桥梁结构健康监测和诊断的必要性和紧迫性，对桥梁结构损伤探测的方法进行了详细的分类及论述。提出了桥梁健康监测和诊断的研究新领域——无线监测系统。最后指出了桥梁健康监测和诊断中存在的问题及发展趋势。     

预应力混凝土连续梁桥振动特性变异及舒适度评价

由于预应力损失、混凝土收缩徐变、超载等原因,预应力混凝土桥梁出现了较强的振动。本文通过对福建省福州市闽江三桥全桥环境振动试验和正常运营条件下24小时的监测,研究预应力混凝土连续梁桥的动力特性及其变异和振动舒适度,结果表明:在较为稳定的风和温湿度环境下,固有频率在一天内的最大变化为3.06%,模态阻尼比的最大变化为37.93%,舒适度的狄克曼指标降到“能忍受短时间振动”的区域。     

Capacity-based inelastic displacement spectra for reinforced concrete bridge columns

Capacity-based inelastic displacement spectra that comprise an inelastic displacement ratio (C_R ) spectrum and the corresponding damage index (DI ) spectrum are proposed in this study to aid seismic design and evaluation of reinforced concrete (RC) bridges. Nonlinear time history analyses of single-degree-of-freedom (SDOF) systems are conducted using a versatile smooth hysteretic model when subjected to far-field and near-fault ground motions. It is demonstrated that the Park and Ang damage index can be a good indicator for assessing the actual visible damage condition of columns regardless of its loading history, providing a better insight into the seismic performance of bridges. The computed spectra for near-fault (NF) ground motions show that as the magnitude of pulse period ranges increases from NF1 (0.5-2.5 seconds) to NF2 (2.5-5.5 seconds), the spectral ordinates of the C_R and DI spectra increase moderately. In contrast, the computed spectra do not show much difference between NF2 and NF3 (5.5-10.5 seconds) when the period of vibration T_n≤  1.5 seconds, after which the spectral ordinates of NF3 tend to increase obviously, whereas those of NF2 decrease with increasing T_n . Moreover, when relative strength ratio R  = 5.0, nearly all of the practical design scenarios could not survive NF3. On the basis of the computed spectra, C_R and DI formulae are presented as a function of T_n , R , and various design parameters for far-field and near-fault ground motions. Finally, an application of the proposed spectra to the performance-based seismic design of RC bridges is presented using DI as the performance objective.     

大跨度连续刚构桥健康监测加速度传感器优化布置研究

本文以一座145m＋2×260m＋145m的大跨度连续刚构桥为背景,首先介绍了传感器优化配置算法、评估准则和安放位置的选择方法;其次,建立了该连续刚构桥的三维有限元模型,进行了环境振动试验,得到了桥梁的基本动力特性;再次,基于MAC矩阵和Fisher信息阵标准为理论基础的传感器优化布点算法,对桥梁健康监测加速度传感器布点方案进行了研究;最后结合该桥的实际情况,提出了加速度传感器优化布置方案。实时健康监测表明：基于本文的传感器布置方法实时监测能够获得该桥梁前10阶振型,可满足桥梁长期监测的需要。     

自锚式悬索桥主桥动力特性分析

以某自锚式悬索桥主桥为研究对象,采用M IDAS有限元程序,建立了该桥的空间力学计算模型,利用子空间迭代法计算了该桥梁结构的自振频率和振型,结合计算结果对桥梁的动力特性和刚度特点进行了讨论。计算结果可为该类型桥梁的设计、施工以及使用阶段的健康检测和维护提供技术参数和依据。     

钢管混凝土拱桥弹性动力稳定性能研究

基于运动稳定性理论,以1座实际的钢管混凝土肋拱桥为例,利用改进的时间冻结法(动态特征值法)求得结构在地震波作用下的动态稳定系数时间历程,研究了不同输入方向和阻尼比对动力稳定临界系数的影响,并探讨了地震波作用下拱桥的稳定安全系数,对钢管混凝土拱桥的弹性动力稳定性能作出了评估。     

Structural condition assessment of long-span suspension bridges using long-term monitoring data

<正>This paper focuses on developing an online structural condition assessment technique using long-term monitoring data measured by a structural health monitoring system.The seasonal correlations of frequency-temperature and beam-end displacement-temperature for the Runyang Suspension Bridge are performed,first.Then,a statistical modeling technique using a six-order polynomial is further applied to formulate the correlations of frequency-temperature and displacement-temperature,from which abnormal changes of measured frequencies and displacements are detected using the mean value control chart.Analysis results show that modal frequencies of higher vibration modes and displacements have remarkable seasonal correlations with the environmental temperature and the proposed method exhibits a good capability for detecting the micro damage-induced changes of modal frequencies and displacements.The results demonstrate that the proposed method can effectively eliminate temperature complications from frequency and displacement time series and is well suited for online condition monitoring of long-span suspension bridges.     

钢管拱桥在大地震作用下的非线性反应分析

钢管拱肋填充混凝土后，质量体系相对刚度体系的作用将大幅增加，特别是在大地震作用下的横向反应显著增大。拱肋内部不填充混凝土，能够减小横向地震作用，同时可以减轻下部结构的负担。因此，本文提出了圆形钢管拱肋的材料非线性性能的评价方法，并以上承式钢管拱桥为例，探讨了钢管拱桥在大地震作用下的非线性反应性能。     

Kinematic response functions and dynamic stiffnesses of bridge embankments

Recognizing that soil–structure interaction affects appreciably the earthquake response of highway overcrossings, this paper compares approximate analytical solutions and finite element results to conclude on a simple procedure that allows for the estimation of the kinematic response functions and dynamic stiffnesses of approach embankments. It is shown that the shear‐wedge model yields realistic estimates for the amplification functions of typical embankments and reveals the appropriate levels of dynamic strains which are subsequently used to estimate the stiffness and damping coefficients of embankments. The shear‐wedge model is extended to a two‐dimensional model in order to calculate the transverse static stiffness of an approach embankment loaded at one end. The formulation leads to a sound closed‐form expression for the critical length, L_c, that is the ratio of the transverse static stiffness of an approach embankment and the transverse static stiffness of a unit‐width wedge. It is shown through two case studies that the transverse dynamic stiffness (‘spring’ and ‘dashpot’) of the approach embankment can be estimated with confidence by multiplying the dynamic stiffness of the unit‐width wedge with the critical length, L_c. The paper concludes that the values obtained for the transverse kinematic response function and dynamic stiffness can also be used with confidence to represent the longitudinal kinematic response function and dynamic stiffness, respectively. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.