大型桥梁地震安全性在线监测与评估系统开发应用和功能的实现

广东多座大型桥梁相继建成了强震动监测台阵,为了及时处理与评估地震事件对桥梁的影响,必须建立相应的数据处理及安全评估系统。基于Java技术、MySQL数据库开发了桥梁地震安全性在线监测与评估系统,该系统实现了地震报警、桥梁振动数据实时分析、桥梁快速仿真和安全评估功能。系统成功应用于多座大型桥梁的强震动监测台阵,可以为桥梁管理部门应对突发事件提供科学决策,为桥梁的地震安全评估及抗震设计与加固提供基础数据。     

准实时地震灾情综合评估系统的研发

震后如何快速获取灾区震情信息、准确评估地震灾情,是震后应急救援的关键问题。本研究从县市地震灾害应急救援需求出发,开发了准实时地震灾情综合评估系统,基于MEMS强震台网的强震观测数据、县域承灾体基础数据和手机终端获取的震后地震现场实时灾情信息,综合采用承灾体地震易损性分析方法和灾情动态修正算法,实现了县市地震灾区灾情准实时评估,为灾区地震应急指挥、救援和辅助决策提供科学依据。     

利用地震信息节点技术平台建设虚拟测震台网的可行性分析

通过介绍宝鸡市地震局虚拟测震台网建设过程,及网络集成,技术应用、运行状态等情况,表明市、县一级地震工作机构,在现有环境和条件下,完全可以利用地震信息节点平台建设虚拟测震台网,实现地震数字观测资料共享、地震事件实时监测、快速获取震情信息、建立强震预警机制等功能,这无疑是逐步提高防震减灾队伍快速响应能力和全社会综合防灾能力的有效途径。     

桥梁强震动监测、仿真和安全诊断应用研究和展望

在国内外众多破坏性地震中,几乎都有程度不等的桥梁破坏,如倒塌、桥墩倾斜、偏移或沉陷等.本研究的是改进和完善多通道强震动数据采集器的软硬件功能,研发拥有自主技术、价格便宜的多通道数字采集设备;在对国内外桥梁数据分析和结构健康诊断、损伤识别方法综合调研分析的基础上,从理论分析、数值模拟、实验研究及实际桥梁检验4个方面对运营桥梁展开研究;基于实桥实验及观测数据,研发一套可视化的有限元分析与评价软件系统,提供强震监测实际结果与理论计算结果的可视化对比显示,提出符合现行规范的桥梁抗震性能评价结果,为业主决策提供技术支持;研究桥梁监测数据实时接收、汇集与显示技术,及数据分析、有限元分析等子系统与数据库连接的方法与调用技术,开发桥梁监测、安全评估与可视化技术集成的服务平台.     

河北唐山4.5级地震震中附近地面运动 破坏力分析

基于RED-ACT地震震害评估系统,对2019年12月5日发生在唐山市丰南区的4.5级地震震中附近地面运动的破坏力进行分析。包括:地震中典型强震记录的分析,典型强震记录作用下典型单体结构的动力响应和破坏情况分析,以及震中附近该次地震的破坏力分布和地震时人员加速度感受分布的评估。分析结果表明唐山4.5级地震破坏力较小,与实际震害基本一致。基于城市抗震弹塑性分析方法和密布强震台网的实时震害评估方法RED-ACT为震后应急提供了重要参考。     

国家中心地震烈度速报与预警技术平台

震后快速获取发震信息和灾区受灾情况,对于降低生命和财产损失、震后灾害评估和救援决策至关重要。得益于国家地震烈度速报与预警工程的实施,中国地震台网中心建立了国家中心地震烈度速报与预警技术平台。通过该平台汇集并交换全国预警实时波形,分析、判断、加工实时波形数据,及时产出地震预警、烈度速报、地震基本参数和震源参数等信息产品,并将其推送到紧急信息服务系统,实现秒级地震预警、分钟级参数速报和烈度速报,在泸定 M_S6.8 等强震袭来时均成功发布预警信息,为防震减灾及应急救援等提供有力保障。本文详细介绍该平台的整体情况及其所包含的分系统功能,并讨论目前平台的技术特性和需要改进的问题。     

高频GNSS实时地震学与地震预警研究现状

为实现从注重灾后救助向注重灾前预防转变,如何提高地震灾害监测预警和风险防范能力成为我们关注的重点.本文给出了国际上GNSS位移记录、强震动加速度记录、测震速度记录在地震预警中的应用现状,并总结了各自的特点,归纳出围绕高频GNSS地震学在震级与破裂过程实时反演中的几个需要进一步研究的关键问题：（1）引入北斗系统,基于高频GNSS（GPS/BDS）双系统的实时位移解算方法来提高实时单站位移解算精度,使实时解算精度达到厘米级;（2）开展强震仪加速度记录基线偏移校正研究,弥补地震近场GNSS站密度不足问题;（3）强震仪加速度记录与GNSS位移记录特点不同,开展强震仪加速度数据与GNSS位移数据实时融合处理研究,快速获得包含丰富地震形变和速率的波形数据;（4）测震学方法可快速估算震级,但是在强震发生时会出现震级饱和现象,造成震级估算偏低.需要开展基于GNSS位移时间序列的多种方法相结合的实时震级估算方法研究,通过与地震学方法比较和结合,来得到精度高、计算快的震级估值算法;（5）基于高频GNSS、断层初始模型快速选取、断层尺度、参数自适应调整是快速判断断层破裂方向的基础,在断层破裂过程自适应准实时反演算法方面需要进一步加强.通过国内外研究现状调研、分析,表明基于高频GNSS地震学的震级快速确定、震源破裂过程准实时反演算法的发展将对我国地震预警系统从"二网融合"到"三网融合"提供坚实的技术支撑.     

大桥水库地震监测台网系统实现

大桥水库诱发地震监测系统是电站工程专用小孔径密集型地震监测系统,重点监测库坝区特别是可能诱发地震库段的地震活动情况,切实增强了大桥水库库区及周边地区地震监测能力,有效填补了处于强震多发地区和地震高烈度区大II型水库地震监测的空白,进一步形成了数据资源共享、信息交换联动的有利机制,将全面提升区域地震监控能力,为地震监测预报分析提供可靠的技术数据,对安宁河中下游地区人民群众生命财产安全提供坚强有力的安全保障。     

建筑物业主的实时地震监测需求和解决方案

为了近实时地测量建筑物的地震性能，最近在一栋24层的楼上布设了先进的地震反应监测系统，这推动了近实时加速度记录和位移及层间位移角计算方面的工作。其中，层间位移角关系到具体结构的破坏情况。目前，这个系统满足了业主关于震后快速输入定量数据进行评估和使用决策方面的需求。现在该系统运行良好，并在以前缺乏强震的情况下，能够记录实时低振幅数据为常规分析和评估所用。此前针对这些数据的研究表明，结构上配置的自带特殊软件的监测系统对于震后建筑物和其他结构的快速评估是一个有用手段。该系统能够用于结构健康监测、评估基于性能的设计和分析程序、长期评估建筑物的结构特性，并可作为可能手段用于长期损伤探测。     

南中国海区域海啸预警中心地震监测系统

简要介绍了南中国海区域海啸预警与减灾系统的建设和发展历程,同时重点阐述了地震监测系统构成及其基本功能。作为重要组成部分,地震监测系统通过地震数据的实时汇集、存储、自动处理和分析,并结合人机交互方式实现了地震定位、震源机制解和有限断层模型反演。实际应用表明,地震监测系统对全球6.0级以上地震定位时间不超过8 min,在震后10—15 min内完成W震相方法快速反演海底强震震源机制解,在震后短时间内完成有限断层模型反演,为海啸预警提供快速、准确、可靠的地震基本参数和震源特征参数。      

System identification on the seismic behavior of an isolated bridge

Seismic isolation devices and technology have been developed in the last two decades and the first seismic‐isolated bridge, Bai‐Ho Bridge, in Taiwan was completed in 1999. This bridge was equipped with a seismic monitoring system under the Taiwan Strong Motion Instrumentation Program (TSMIP). On 22 October 1999, a moderate earthquake took place and struck the bridge. The seismic monitoring sensors were normally triggered and produced an intact time history for the health monitoring of the bridge system. The data set provided valuable records about the seismic response of the isolation bridge structure. This paper uses this data to explore the vibration mechanism of Bai‐Ho Bridge. The analysis includes (1) the global dynamic behavior identification and (2) the local component mechanism of the bridge such as the LRB and boundary condition between the deck and the abutments. Both the EMD+HHT method and the non‐linear parametric model were used to identify the model of the bridge structure. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

香港青马大桥在交通荷载作用下的疲劳评估

在全桥三维有限元模型基础上 ,进行了车载响应分析 ,得到全桥的动力响应 ,并与实测结果进行了分析对比 ;对疲劳危险部位建立局部有限元模型 ,并进行了局部应力分析。在结构健康安全监测系统实测数据基础上 ,得到应变循环标准块 ,用基于热点应力疲劳评估方法对危险部位进行了疲劳寿命评估。     

基于实测车流的悬索桥吊杆钢丝寿命期内的疲劳评定

将过桥实测车流数据与数值模拟分析结合起来,以江阴大桥的吊杆为研究对象,考虑不同车道对吊杆疲劳寿命的影响,建立了大跨度悬索桥疲劳车辆荷载模型和吊杆钢丝寿命期内的疲劳评估实用方法以及基于S-N曲线的吊杆寿命期内的疲劳损伤评定方法。研究结果表明,跨中短吊杆的疲劳退化快于桥塔附近的长吊杆,短吊杆是疲劳养护的重点;在吊杆的20年寿命期内,不需要考虑疲劳更换,但需要对跨中短吊杆采取监视措施。该方法可用于悬索桥吊索的安全评估与剩余寿命分析,能为吊杆的检测、维护与管理提供决策依据。     

System identification applied to long‐span cable‐supported bridges using seismic records

This paper presents the application of system identification (SI) to long‐span cable‐supported bridges using seismic records. The SI method is based on the System Realization using Information Matrix (SRIM) that utilizes correlations between base motions and bridge accelerations to identify coefficient matrices of a state‐space model. Numerical simulations using a benchmark cable‐stayed bridge demonstrate the advantages of this method in dealing with multiple‐input multiple‐output (MIMO) data from relatively short seismic records. Important issues related to the effects of sensor arrangement, measurement noise, input inclusion, and the types of input with respect to identification results are also investigated. The method is applied to identify modal parameters of the Yokohama Bay Bridge, Rainbow Bridge, and Tsurumi Fairway Bridge using the records from the 2004 Chuetsu‐Niigata earthquake. Comparison of modal parameters with the results of ambient vibration tests, forced vibration tests, and analytical models are presented together with discussions regarding the effects of earthquake excitation amplitude on global and local structural modes. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于云计算的地震预警网络系统的设计与实现

传统基于数据融合的地震预警网络系统在对地震进行预警时,需要分析大量的地震数据,存在地震预警偏差高和动态监测性能差的弊端,因此本论述设计了基于云计算的地震预警网络系统,采用SaaS技术设计系统总体架构,通过核心是STM32F103RET6单片机的地震监测传感器模块,采集地震波信息。系统采用多地区地震数据并发过滤接收技术,对海量数据进行及时有效的接收和处理。系统实现过程中设计了系统的软件架构,基于Web页面的地震震波仿真显示模型,用浏览器中的High Chart JS软件模拟显示地震波形,给出了系统软件进行地震事件触发检测管理线程流程以及系统台站误触发判断实现流程。实验结果说明,所设计系统能够准确的对地震发生作出预警,动态监测性能强。     

震情会商决策支持系统的构建及关键技术

本文详细介绍了震情会商决策支持系统（SSCDSS）,该系统是基于组件技术、地理信息系统、决策支持技术以及办公自动化技术而构建的,它实现了监测数据、历史震例、灾情数据等的集成与管理。同时,该系统还实现了震情会商流程管理的办公自动化,完成了震后趋势判定、应急启动判别等专业决策支持模型的集成与管理等功能。该系统采用了 B/S 和 C/S 混合结构,所有功能模块实现了无缝拼接。     

玛多地震中大野马岭大桥震害机理分析

2021年5月22日青海玛多发生了M_s7.4级地震,从地震中桥梁震害情况看:此次地震的特点是断层北侧震害轻,南侧震害重。位于断层南侧的野马滩大桥是简支梁桥,发生大量落梁,是此次地震中受损最为严重的大桥之一;而位于北侧的大野马岭大桥是连续梁桥,仅发生了部分挡块开裂。其中原因值得深入研究。本文通过有限元分析软件Midas/Civil建立大野马岭大桥（上行线）模型,进行地震反应分析,讨论分析了大野马岭大桥在此次地震中的震害机理。发现南北向的地震动是造成该桥横向挡块破坏的主要原因,东西向地震动因受到桥台和纵向挡块的约束并没有出现严重损伤。若将该桥由连续梁桥变成简支梁桥,地震反应会有所变化,但总体趋势特点变化并不大。另外,本文通过现有资料选定5组地震动作为输入,进行地震反应分析,比较分析不同地震动对该桥的影响,并验证地震动模拟效果。     

预应力混凝土斜拉桥的地震响应分析

进行地震作用下双塔双索面预应力混凝土斜拉桥时程法分析，了解全桥的内力分布情况，评价抗震性能并针对地震作用下结构动力特性提出了设计建议。     

Effect of cumulative seismic damage and corrosion on the life‐cycle cost of reinforced concrete bridges

Bridge design should take into account not only safety and functionality, but also the cost effectiveness of investments throughout a bridge life‐cycle. This paper presents a probabilistic approach to compute the life‐cycle cost (LCC) of corroding reinforced concrete (RC) bridges in earthquake‐prone regions. The approach is developed by combining cumulative seismic damage and damage associated with corrosion due to environmental conditions. Cumulative seismic damage is obtained from a low‐cycle fatigue analysis. Chloride‐induced corrosion of steel reinforcement is computed based on Fick's second law of diffusion. The proposed methodology accounts for the uncertainties in the ground motion parameters, the distance from the source, the seismic demand on the bridge, and the corrosion initiation time. The statistics of the accumulated damage and the cost of repairs throughout the bridge life‐cycle are obtained by Monte‐Carlo simulation. As an illustration of the proposed approach, the effects of design parameters on the LCC of an example RC bridge are studied. The results are valuable in better estimating the condition of existing bridges and, therefore, can help to schedule inspection and maintenance programs. In addition, by taking into consideration the two deterioration processes over a bridge life‐cycle, it is possible to estimate the optimal design parameters by minimizing, for example, the expected cost throughout the life of the structure. A comparison between the effects of the two deterioration processes shows that, in seismic regions, the cumulative seismic damage affects the reliability of bridges over time more than the corrosion even for corrosive environments. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

大跨度预应力混凝土连续刚构桥的动力特性分析

介绍了福建泉州后渚大桥——大跨度预应力混凝土连续刚构桥的现场环境振动实验．并利用频域中的单模态识别法(SDOFI)、峰值法(PP)和时域中的随机子空间识别法(SSI)分别进行桥梁动力特性识别。利用ANSYS建立了全桥三维有限元模型并进行了理论模态分析,基于参数分析和环境振动测试结果对有限元模型进行了标定,建立了该桥的基准有限元模型,该模型可服务于桥梁长期健康监测与状态评估。