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铁路桥梁结构健康监测技术铁路桥梁是铁路交通的骨架，是保障列车行驶安全、运输顺畅的重要设施。
然而，由于桥梁长期承受运输荷载和自然风化等因素，桥梁的安全性和稳定性随时都可能受到威胁。
因此，铁路桥梁的健康监测技术显得尤为重要。
本文将从铁路桥梁健康监测的优势、常见监测技术以及未来发展趋势三个方面进行探讨。
一、铁路桥梁健康监测的优势铁路桥梁健康监测技术以其高效、准确、及时等优点成为了现代桥梁管理的重要手段。
它能够及时、准确地发现桥梁结构存在的缺陷，保证铁路桥梁的安全运营。
下面我们来了解一下常见的监测技术。
二、常见监测技术1. 振动测试技术振动测试技术是通过采集桥梁的振动数据，分析桥梁结构受力状态和判断桥梁结构的状态，从而判断桥梁结构健康状况。
振动测试技术主要有响应谱分析和损伤诊断两种。
2. 光纤光栅传感监测技术光纤光栅传感监测技术采用光纤作为传感器，通过测量光纤的反射特性来获取桥梁的实时数据，可以从多个方向同时监测桥梁多个关键部位的变形和应力情况。
3. 微波探伤技术微波探伤技术采用微波进行探测，对桥梁结构进行非接触式无损检测，可以检测桥梁结构中的裂纹、腐蚀等缺陷，是桥梁结构检测中的重要手段。
三、未来发展趋势随着人工智能、大数据等技术的逐渐发展，这些技术已广泛应用于桥梁监测领域。
未来的发展趋势将集成多种技术手段，建立统一、完善的桥梁健康监测体系，实时获取桥梁的实时数据，提高监测的精度和准确性。
四、结论铁路桥梁健康监测技术在铁路交通的安全保障中起着重要的作用。
在未来的发展过程中，需要进一步整合、完善相关技术，从而建立起全面、准确监测桥梁健康状态的体系，通过数据分析，为桥梁维护、管理提供决策支持。
桥梁监测解决方案引言概述：桥梁作为重要的交通基础设施，承载着人们的出行需求。
然而，随着桥梁的使用时间的增长，其结构和功能可能会受到各种因素的影响，如自然灾害、车辆荷载和材料老化等。
因此，桥梁监测解决方案的研究和应用变得至关重要。
本文将介绍桥梁监测解决方案的五个关键部分。
一、传感器技术1.1 振动传感器：通过监测桥梁的振动情况，可以了解桥梁的结构是否存在异常。
振动传感器可以实时监测桥梁的振动频率、振幅和振动模态等参数。
1.2 应变传感器：应变传感器可以测量桥梁结构的应变变化，从而判断桥梁的受力情况。
通过监测应变传感器的数据，可以及时发现桥梁的结构问题，并采取相应的维修措施。
1.3 温度传感器：温度变化对桥梁结构的影响不容忽视。
温度传感器可以监测桥梁的温度变化，及时发现温度引起的结构问题，以保证桥梁的安全运行。
二、数据采集与处理2.1 数据采集系统：传感器所采集到的数据需要通过数据采集系统进行实时的采集和传输。
数据采集系统可以将传感器采集到的数据进行处理和存储，以备后续的分析和应用。
2.2 数据处理算法：采集到的数据需要进行有效的处理和分析，以提取有用的信息。
数据处理算法可以通过对数据进行滤波、降噪和特征提取等操作，得到桥梁结构的状态信息。
2.3 数据可视化与报警：通过将处理后的数据可视化展示，可以直观地了解桥梁结构的状态。
同时，当桥梁结构存在异常时，数据处理系统可以及时发出报警，以便采取相应的措施。
三、无人机监测技术3.1 桥梁巡检：传统的桥梁巡检方式存在人力成本高、效率低的问题。
无人机监测技术可以通过搭载高清相机和热像仪等设备，对桥梁进行全方位的巡检，实现快速、准确的数据采集。
3.2 图像处理与分析：无人机采集到的图像数据需要进行处理和分析，以提取桥梁结构的信息。
图像处理与分析技术可以通过图像识别和模式识别等方法，自动识别桥梁的缺陷和损伤。
3.3 三维重建与模拟：通过无人机采集的图像数据，可以进行桥梁的三维重建和模拟。
轨道不平顺随机性对高速铁路桥梁动力响应的影响受人为建造误差、复杂运营环境、材料性能的经时劣化等内外、主客观因素的影响，列车与桥梁之间的相互作用具有显著的随机性。
现阶段，国内外学者已经逐步开展车桥耦合随机振动的相关研究[1-7]，以期更准确地描述现实中列车运行于高速铁路桥梁上的动力学状态。
2.扩大冰雪商贸服务，促进冰雪经济繁荣。
商贸服务业主要包括批发业、零售业、餐饮业、住宿业等服务行业。
在餐饮业上，打造吉菜餐饮品牌，突出天然、绿色、营养、健康的特色，提升餐饮附加值。
在住宿业上，合理引进高星级品牌酒店，在重点旅游城市和环长白山区域建设高档酒店、经济型酒店、客栈民宿、短租公寓、长租公寓等多种旅游住宿业态，以满足不同的市场需求。
同时，要加快旅游商品开发，开发具有吉林地域和民族文化特色的旅游商品，优选东北三宝、长白山珍、吉林鲜米、民族工艺等产品，将其打造成为吉林特色商品。
车桥耦合系统中，最为主要且常见的随机激励源为轨道不平顺。
在传统确定性计算模型中，轨道不平顺的空间序列是由某一功率谱密度函数转变而来的，如具有代表性的德国轨道谱、美国轨道谱、中国轨道谱等。
然而，这些轨道谱实质上是统计平均谱，不能完整地反映实际线路中轨道不平顺的离散特性。
因此，既有基于平均轨道谱的车桥耦合振动研究可能准确度欠佳、可靠性不足。
近年来，研究者们已逐步开展轨道不平顺随机场模型的研究，如Perrin等[8]提出的轨道不平顺随机模型，Xu等[9-10]提出的轨道不平顺概率模型等。
以之为基础，可进一步研究轨道随机不平顺对车桥耦合系统动力响应的影响规律。
本文建立了一种基于整体式建模方法的车-轨-桥耦合系统动力学模型，结合文献[9-10]所提出的轨道不平顺概率模型，综合运用概率密度演化及极值分析等方法，研究了轨道不平顺随机性对桥梁动力响应的影响。
1 车-轨-桥耦合计算模型如图1所示，三维车-轨-桥动力学模型主要由车辆模型、有砟轨道模型、桥梁模型、轮轨相互作用、桥轨相互作用及数值积分方法共6大模块组成。
交通荷载作用下公路结构动力响应及路基动强度设计方法研究一、本文概述随着交通运输业的快速发展，公路交通荷载日益增大，对公路结构的动力响应和路基动强度设计提出了更高的要求。
本文旨在深入研究交通荷载作用下公路结构的动力响应特性，探索路基动强度的设计方法，为公路工程的安全、稳定和耐久性提供科学依据。
本文首先将对公路结构在交通荷载作用下的动力响应进行系统的理论分析和实验研究。
通过建立动力学模型，分析不同交通荷载下公路结构的振动特性、应力分布和变形规律，揭示交通荷载对公路结构的影响机制。
同时，结合实际工程案例，开展现场测试和数据分析，验证理论模型的准确性和实用性。
在此基础上，本文将重点研究路基动强度的设计方法。
通过分析路基材料的动力特性、应力波传播规律以及路基与路面的相互作用机制，建立路基动强度设计的理论体系。
同时，结合工程实际，提出针对不同交通荷载和地质条件的路基动强度设计方法和优化措施，为公路工程设计提供指导。
本文的研究成果将有助于提高公路结构的动力性能和安全性，促进交通运输业的可持续发展。
同时，本文的研究方法和成果也可为其他类似工程领域提供借鉴和参考。
二、交通荷载的特性与分类在公路结构设计与维护中，了解和掌握交通荷载的特性与分类至关重要。
交通荷载主要包括静态荷载和动态荷载两大类。
静态荷载主要由公路上的固定设施如路牌、护栏等产生，而动态荷载则主要由行驶中的车辆产生。
动态荷载是公路结构设计中需要特别关注的部分，其特性主要表现为荷载的大小、频率和持续时间的变化。
车辆类型、行驶速度、车辆载重、路面状况等因素都会对动态荷载的特性产生影响。
例如，重型货车产生的动态荷载明显大于轻型车辆，而高速行驶的车辆产生的动态荷载频率也会相应提高。
车辆荷载：这是最常见的交通荷载类型，主要由行驶中的车辆产生。
车辆荷载的大小和特性与车辆类型、载重、行驶速度等因素密切相关。
人群荷载：在公路两侧的人行道、桥梁等地方，人群的活动也会产生一定的荷载。
《高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论及应用研究》篇一一、引言随着高速铁路的快速发展，列车—线路—桥梁的耦合振动问题已成为该领域研究的重要课题。
这一问题的深入研究不仅对保障列车运行的安全性、平稳性和舒适性具有重要意义，同时也为高速铁路的进一步发展提供了理论支持。
本文将详细探讨高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动的理论及其实用性研究。
二、高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论（一）理论基础高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论主要包括动力学理论、振动传递理论以及系统动力学模型等方面。
在列车运行时，其动力学行为与线路、桥梁的相互作用，形成了一个复杂的动力学系统。
在这个系统中，各组成部分的振动相互影响，形成耦合振动。
（二）系统模型为了更好地研究高速铁路列车—线路—桥梁的耦合振动，需要建立相应的系统模型。
该模型应包括列车、线路和桥梁的动态特性，以及它们之间的相互作用。
通过建立数学模型，可以更深入地了解耦合振动的机理和特性。
三、高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动的应用研究（一）安全性保障通过深入研究高速铁路列车—线路—桥梁的耦合振动理论，可以有效地保障列车的运行安全性。
通过对系统的动态特性进行分析，可以预测可能出现的故障和危险情况，并采取相应的措施进行防范。
（二）平稳性和舒适性提升通过对高速铁路列车—线路—桥梁的耦合振动进行优化，可以提高列车的运行平稳性和乘客的舒适性。
这不仅可以提高乘客的满意度，同时也有助于提高铁路企业的形象和声誉。
（三）工程实践应用在工程实践中，应用高速铁路列车—线路—桥梁的耦合振动理论，可以对实际工程进行指导。
例如，在设计和施工阶段，可以通过该理论对线路和桥梁的布局、结构和材料进行优化选择，以减小振动对列车和乘客的影响。
同时，在运营阶段，可以通过实时监测和分析系统的振动情况，及时发现并处理潜在问题。
四、结论与展望（一）结论本文通过对高速铁路列车—线路—桥梁的耦合振动理论进行研究，探讨了其理论基础、系统模型以及实际应用等方面的内容。
高速铁路重点地段基础变形沉降监测技术应用及数据分析一、介绍高速铁路为了确保线路的安全和稳定运行，需要进行基础变形沉降监测。
基础变形沉降监测是通过监测车辆或传感器等装置采集的数据，对铁路基础的变形及沉降情况进行分析和评估，并采取相应的措施进行调整和修复。
二、技术应用1.测量技术（1）全站仪测量：使用全站仪对基础进行水平、垂直测量，获取基础的变形和沉降数据。
（2）倾斜仪测量：使用倾斜仪对基础进行倾斜测量，获取基础的倾斜情况。
（3）浮动沉积仪测量：使用浮动沉积仪对土体进行测量，获取土体的沉积情况。
（4）测斜仪测量：使用测斜仪对土体的倾斜进行测量，获取土体的倾斜情况。
2.数据采集根据以上测量技术，通过车辆或传感器采集数据，并传输到监测中心进行分析和处理。
3.数据分析（1）基础变形分析：根据测量数据，对基础进行变形分析，分析基础的水平和垂直变形情况，判断是否超出允许范围。
（2）基础沉降分析：根据测量数据，对基础进行沉降分析，分析基础的沉降情况，判断是否超出允许范围。
（3）土体沉积分析：根据测量数据，对土体进行沉积分析，分析土体的沉积情况，判断是否超出允许范围。
（4）土体倾斜分析：根据测量数据，对土体进行倾斜分析，分析土体的倾斜情况，判断是否超出允许范围。
三、数据分析与修复1.数据分析结果根据数据分析结果，判断基础的变形和沉降情况是否超出允许范围，以及土体的沉积和倾斜是否超出允许范围。
2.调整和修复措施（1）调整铁路基础：根据数据分析结果，对超出允许范围的基础进行调整，修正变形和沉降问题。
（2）修复土体：根据数据分析结果，对超出允许范围的土体进行修复，保证土体的稳定性。
（3）加固铁路基础：根据数据分析结果，对基础进行加固，提高铁路基础的承载能力和安全性。
四、总结高速铁路重点地段基础变形沉降监测技术的应用和数据分析对保证铁路的安全和稳定运行起到了重要的作用。
通过对基础的变形和沉降情况进行监测和分析，可以及时发现问题，采取相应的措施进行调整和修复，保证铁路的安全性和稳定性。
桥梁结构振动响应分析桥梁结构是现代城市中不可或缺的基础设施之一。
然而，在桥梁使用过程中，由于交通载荷、环境变化和自然灾害等因素的影响，桥梁结构会发生振动，这可能对桥梁的稳定性和安全性产生不利影响。
因此，振动响应分析成为了桥梁工程领域一个重要的研究方向。
一、振动引起的问题1. 动态特性：桥梁结构在影响下会出现与静态加载不同的动态特性。
动态特性包括频率、振型以及振幅等参数，这些参数反映了桥梁结构在受力时的动态响应情况。
2. 疲劳损伤：桥梁结构在长期振动作用下，容易导致疲劳损伤。
疲劳损伤是由于周期性的加载引起的，振动频率与桥梁的固有频率接近时，容易引发共振，从而加剧疲劳损伤。
3. 振动幅度：振动会导致桥梁结构的位移、速度和加速度等变化，这些变化对桥梁的稳定性和舒适性都有重要影响。
过大的振幅可能引起结构失稳或者通行车辆的不适感。
二、振动分析的方法为了解决桥梁结构振动问题，研究人员采用了多种振动分析方法。
以下是几种常见的方法：1. 数值模拟方法：通过建立数学模型和物理模型，运用有限元法等数值方法，来模拟桥梁结构受到各种载荷作用时的动态响应情况。
数值模拟方法具有模型构建简便、计算效率高等优点。
2. 实验测试方法：通过搭建试验平台，利用振动台或者激振装置对桥梁结构进行真实加载，然后采集结构在不同振动条件下的振动响应数据。
这种方法能够更直观地观察和分析桥梁的振动情况。
3. 健康监测方法：利用传感器等设备，对桥梁结构进行长期实时监测，获取结构的振动数据，并进行分析。
健康监测方法可以不受限于实验条件，能够全面监测桥梁的振动情况。
三、影响振动响应的因素桥梁结构的振动响应受到多种因素的综合影响，以下是几个常见的影响因素：1. 交通载荷：车辆通行是产生桥梁振动的主要原因之一。
交通载荷包括车辆质量、速度和数量等因素，在桥梁上施加动态荷载，导致桥梁结构振动。
2. 环境变化：温度、湿度和风速等环境参数的变化，会引起桥梁结构发生热胀冷缩或者受到风荷载，从而引起结构振动。
高速铁路桥梁变形监测新技术随着高铁建设的不断推进，桥梁作为重要的交通组成部分，承受着越来越重的运输压力。
为了确保高速铁路桥梁的安全运行，桥梁变形监测成为一项重要的技术任务。
近年来，随着技术的不断发展，新的变形监测技术逐渐应用于高速铁路桥梁工程中，为桥梁的安全管理提供了更加精确和及时的数据支持。
一、光纤测温监测技术光纤测温监测技术是一种基于光纤传感器原理的变形监测技术。
通过在高速铁路桥梁结构中布设光纤传感器，可以实时监测桥梁的温度变化。
该技术以其高精度、高灵敏度和大范围监测的特点，在桥梁的变形监测中具有重要的应用价值。
通过监测桥梁温度的变化，可以及时预警桥梁的结构变形情况，为维护桥梁的安全提供科学依据。
二、激光测距监测技术激光测距监测技术是一种基于激光传感器原理的变形监测技术。
通过安装激光传感器在高速铁路桥梁结构上，可以实时监测桥梁结构的变形情况。
该技术以其高精度、高测量频率和全天候监测的特点，能够准确获取桥梁的形变数据。
通过对桥梁的形变数据进行分析，可以及时发现桥梁存在的问题，并采取有效的措施进行修复和维护，确保桥梁的安全运行。
三、无损检测技术无损检测技术是一种基于声波、超声波或电磁波等原理的变形监测技术。
通过在高速铁路桥梁结构中采集声波或电磁波传感器的信号，可以实时监测桥梁结构的变化情况。
该技术以其高灵敏度、高精度和非破坏性的特点，在桥梁的变形监测中具有广泛的应用前景。
通过无损检测技术可以对桥梁结构进行全面的检测和评估，提前预防和修复可能存在的问题，保障桥梁的安全运行。
四、图像识别监测技术图像识别监测技术是一种基于摄像机和图像处理算法的变形监测技术。
通过在高速铁路桥梁结构上安装摄像机，利用图像处理算法对桥梁结构的变化情况进行实时监测。
该技术以其高速、高灵敏度和无接触的特点，在桥梁变形监测中具有独特的优势。
通过图像识别监测技术可以实时获得桥梁结构的信息，为桥梁的安全评估和维护提供重要的依据。
综上所述，高速铁路桥梁变形监测是确保桥梁安全运行的重要环节。
高速铁路桥梁结构动力特性与振动控制研究随着现代交通运输系统的发展，高速铁路的建设成为了现代社会不可或缺的一部分。
其中，高速铁路桥梁作为重要的交通节点，不仅承载着列车的运行，还面临着复杂的环境挑战和结构动力特性的研究。
因此，对于高速铁路桥梁结构动力特性与振动控制的研究显得尤为重要。
高速铁路桥梁结构的动力特性是指桥梁在受到外界荷载作用下的振动响应特性。
在桥梁运行过程中，列车的通过会产生振动力，引起桥梁结构的振动。
这些振动力对于桥梁结构而言是极为关键的，因为它们会导致桥梁振动加剧、疲劳寿命降低和安全性下降等问题。
为了解决高速铁路桥梁结构动力特性带来的挑战，研究者们进行了大量的实验和建模分析。
首先，他们通过使用风洞试验和列车模拟试验，测量和分析桥梁结构在不同荷载下的振动特性。
通过这些实验，研究者们能够获得桥梁结构的天然频率、振动模态和振动幅值等重要参数。
另外，研究者们还使用了有限元模型来模拟和分析桥梁结构的振动特性。
有限元模型是一种将实际结构简化为虚拟节点和单元的计算方法，可以用来研究结构在不同荷载下的振动响应。
研究者们可以通过有限元模型对桥梁结构进行振动模态分析，以及预测桥梁的振动幅值和频率响应。
在了解桥梁结构的动力特性后，研究者们开始探索振动控制技术，以减少桥梁结构的振动响应。
振动控制是指通过改变桥梁结构的刚度、质量或阻尼等参数，来减小结构的振动幅值和振动频率。
其中，常用的振动控制技术包括主动控制、半主动控制和被动控制等。
主动控制技术是指通过在桥梁内部加装控制装置，如传感器和执行器，实时地检测和响应外界振动力，从而减小桥梁结构的振动响应。
半主动控制技术则是指通过改变桥梁结构的刚度或质量等参数，来主动控制振动响应。
被动控制技术则是通过使用阻尼器或减振器等被动装置来吸收和耗散振动能量。
以上所述的控制技术都可以用来减小高速铁路桥梁结构的振动响应，提高桥梁结构的安全性和舒适性。
研究者们通过实验和模型分析，可以评估不同控制技术对桥梁振动的抑制效果，并且优化控制参数，以获得最佳的振动控制效果。
高速公路桥梁水平位移监测方法随着城市化进程的加快，高速公路桥梁的建设不断增加。
而桥梁工程的安全性与稳定性是保障行车安全的重要因素之一。
因此，对桥梁的水平位移进行监测成为一项关键任务。
本文将介绍几种常用的高速公路桥梁水平位移监测方法。
1. 光纤传感监测技术光纤传感监测技术是一种基于光纤传感器对桥梁进行位移监测的方法。
通过在桥梁上铺设光纤，并连接光纤传感器，可以实时监测桥梁在水平方向上的位移情况。
该技术可以提供高精度的位移监测数据，具有响应速度快、抗干扰能力强的优点。
2. GNSS技术GNSS技术是一种基于全球导航卫星系统的定位技术，包括GPS、GLONASS等。
通过在桥梁上安装GNSS接收器，可以实时获取桥梁所在位置的坐标信息。
通过比较不同时刻的坐标信息，可以计算出桥梁的水平位移。
GNSS技术具有无需接触桥梁、覆盖范围广等优点，但对天气条件和信号遮挡有一定要求。
3. 弯曲传感器技术弯曲传感器技术是一种基于桥梁结构弯曲变形与位移的相关性进行位移监测的方法。
通过在桥梁上安装弯曲传感器，可以实时监测桥梁在水平方向上的位移变化。
这种方法具有简单易行、成本相对较低的特点，但需要根据桥梁结构选择合适的传感器。
4. 振动传感器技术振动传感器技术是一种基于桥梁振动参数与位移的关系进行位移监测的方法。
通过在桥梁上安装振动传感器，可以获取桥梁的振动数据，并通过分析振动参数计算出位移信息。
这种方法适用于大跨度桥梁的位移监测，具有非接触式、实时性好的优点。
综上所述，高速公路桥梁水平位移监测方法有多种选择，包括光纤传感监测技术、GNSS技术、弯曲传感器技术和振动传感器技术等。
各种方法都具备不同的特点和适用范围，可以根据实际情况选择最合适的位移监测方法。
通过对桥梁水平位移的准确监测，可以及时发现潜在的安全隐患，保障行车安全。
道路与桥梁试验中的动态荷载试验与振动响应分析研究摘要：道路和桥梁结构作为现代交通基础设施的重要组成部分，在使用过程中面临许多动态荷载的影响。
这些荷载对结构的安全性、舒适性以及使用寿命都有着重要的影响。
因此，对于道路与桥梁结构的动态荷载试验与振动响应进行深入研究与分析，具有重要的工程实践意义和理论指导作用。
本文主要分析道路与桥梁试验中的动态荷载试验与振动响应研究。
关键词：道路桥梁施工；材料检测与管理；施工质量；应对措施；检测标准引言对道路桥梁施工材料进行检测，主要是对其成分进行分析与检测，对实施环境模拟测试及无损伤检测。
部分检测还需要对机体体液进行分析，对材料引发的环境污染加以确定。
当前，道路桥梁行业领域沿用过去的模式方法对施工材料进行检测管理，其已经难以满足现代的施工需要，且无法营造符合环保要求的工作环境。
对此，有必要剖析道路桥梁施工材料检测与管理存在的问题，并立足于实践，积极探究有效措施加以解决。
1、道路与桥梁试验中的动态荷载试验动态荷载试验是道路与桥梁试验中的一项重要内容，用于评估结构在实际运行条件下受到的动态荷载影响。
动态荷载试验的主要目的是模拟和测量道路与桥梁结构在实际交通和其他动态荷载作用下的响应，并评估结构的动力特性、自振频率、共振现象以及结构的稳定性和耐久性。
动态荷载试验中主要考虑的荷载类型包括车辆荷载、行人荷载、风荷载、地震荷载等。
这些荷载的振幅、频率和载荷形式需要根据实际工况和设计要求进行合理选择。
动态荷载试验需要使用专门的试验设备和仪器，例如振动台、振动锤、加速度计、传感器等。
这些仪器可以记录和分析结构在荷载作用下的振动特性和响应。
在进行动态荷载试验前，需要制定合适的试验方案，包括试验加载模式、试验采样频率和时间点、试验参数设定等。
这些方案应根据结构的特点和实际需求进行规划，以保证试验结果的准确性和可比性。
完成动态荷载试验后，需要对试验数据进行处理和分析。
通过振动特性的频谱分析、共振频率的计算、模态分析等方法，可以得到结构的动态响应特性和振动模态。
基于地基雷达的高铁桥梁运营动态形变监测高铁桥梁作为高铁交通系统的重要组成部分，承载着列车和乘客的重要交通任务，而随着高铁发展的快速变化，高铁桥梁的安全运营也成为了关注焦点。
为了监测高铁桥梁的运营动态形变，基于地基雷达的监测技术被广泛应用于高铁桥梁的安全监测中。
本文将探讨基于地基雷达的高铁桥梁运营动态形变监测技术，并分享其在实际应用中的效果和意义。
一、地基雷达技术在高铁桥梁监测中的应用地基雷达技术是一种通过无线电波对目标进行监测的技术。
在高铁桥梁监测中，地基雷达可以通过地面感应器对桥梁结构发出的波动进行监测，从而实现对桥梁的运营动态形变进行实时监测。
地基雷达技术具有监测范围广、监测精度高、实时性好的特点，因此在高铁桥梁监测中具有独特的优势。
通过地基雷达技术，监测人员可以实时获取高铁桥梁的振动情况、变形情况等运营动态形变数据，从而及时发现桥梁结构的异常情况，为高铁桥梁的安全运营提供重要数据支持。
地基雷达技术还可以实现对桥梁结构的长期监测，为高铁桥梁的养护和维修提供重要依据。
1. 实时性好。
地基雷达技术可以实时监测桥梁结构的振动情况和变形情况，及时发现异常情况，为桥梁的安全运营提供保障。
2. 监测精度高。
地基雷达技术可以对桥梁结构的微小变形进行高精度监测，为桥梁的安全评估提供重要数据支持。
3. 监测范围广。
地基雷达技术可以覆盖整个桥梁结构，实现对桥梁结构的全面监测，为桥梁的养护和维修提供全面依据。
4. 数据处理快速。
地基雷达技术可以通过计算机系统对监测数据进行实时处理和分析，为监测人员提供及时准确的数据支持。
5. 设备成本低。
地基雷达技术的监测设备成本相对较低，易于推广应用。
基于地基雷达的高铁桥梁运营动态形变监测技术已经在多个高铁桥梁的监测中得到了应用，并取得了显著的效果。
在实际应用中，基于地基雷达的高铁桥梁运营动态形变监测技术已经被广泛推广应用，得到了监测人员和用户的一致好评。
这项技术不仅提高了高铁桥梁的安全运营水平，同时也为高铁交通系统的稳定发展和安全运营提供了重要的技术支持。
桥梁建设2018年第48卷第2期（总第249期） Bridge Construction, Vol. 48, No. 2, 2018 (Totally No. 249)31
文章编号：1003 — 4722(2018)02 — 0031 — 06
高速铁路桥梁动力响应监测数据分析方法及其应用荆国强h2，王波W，柴小鹏h2，汪正兴W(1.中铁大桥科学研究院有限公司，湖北武汉430034; 2.桥梁结构健康与 安全国家重点实验室，湖北武汉430034)
摘要：为在桥梁结构健康监测系统中实现监测数据的自动分析，根据高速铁路桥梁上的列 车荷载特点，提出了一种简单、有效的数据分析方法。该方法利用主梁跨中竖向变形数据确定列车 过桥时刻，提取此时刻前后时间段内高信噪比的加速度数据，进行频谱分析获得结构的自振频率， 并将该方法应用在渝利铁路韩家沱长江大桥的健康监测系统中。结果表明：该方法实现了程序化 自动分析，因提取了高质量的数据，分析结果的识别率由不到80 %提高到超过98 % ;因避免了列车 引起的附加质量对分析结果的影响，分析结果的误差减少了 2. 9 7 %〜4. 8 7 %。
关键词：高速铁路桥；斜杠桥；健康监测；动力响应；自振频率；数据分析 中图分类号：U448. 13;U448.27 文献标志码：A
Analysis Method and Its Application of Dynamic Response Monitoring Data of High-Speed Railway Bridges
JING Guo-qiang1'2, WANG Bo1 2, CHAI Xiao-pengu 2, WANG Zheng-xing1'(1. China Railway Bridge Science Research Institute, Ltd., Wuhan 430034, China； 2. State Key Laboratory for Health and Safety of Bridge Structures? Wuhan 430034, China)
Abstract： To achieve the automatic analysis of the monitoring data in the structural health monitoring systems of bridges, a simple and effective analysis method for the dynamic response monitoring data of the high-speed railway bridges was proposed in regard of the train load characteristics of the bridges. In the method, the midspan vertical deformation data of the main girders of the bridges were used to determine the time the trains passed through the bridges and the acceleration data of the high signal-noise ratios in the time periods before and after the trains passed through were extracted. The related frequency spectrum analysis was implemented, the natural vibration frequencies of the structures were acquired and the method was then applied in reality to the health monitoring system of the Hanjiatuo Changjiang River Bridge on Chongqing-Lichuan Railway. The results show that with the method, the programming automatic analysis of the monitoring data is achieved. Because the high quality data are extracted, the identification rates of the analysis are improved to those greater than 98% from those less than 80% and because the influences of the additional mass caused by the trains on the analysis are averted, the errors of the analysis are reduced by 2. 97%〜4. 87%.Key words： high-speed railway bridge； cable-stayed bridge； health monitoring； dynamic response ；natural vibration frequency； data analysis
收稿日期：2017 —12 — 01
基金项目：中国中铁股份有限公司科技开发计划项目（2014-重点-07);武汉市“娇口英才计划”项目Project of Science and Technology Research and Development Program of China Railway Group Limited (2014-Key Project- 07) ；Project of "Qiaokou Elite Program" of Wuhan City作者筒介：荆国强，髙级工程师，E-mail: guoqiangjingl061@msn. comn研究方向：桥梁结构分析理论《32桥梁建设 Bridge Construction2018, 48(2)
图1韩家沱长江大桥主桥总体布置示意 Fig. 1 General Layout of Main Bridge of Hanjiatuo Changjiang River Bridge
应有如下特点：分析结果稳定、可识别，思路简单，效 率局。为获得稳定、可识别的频率结果，则需提局动 力响应数据的信噪比。对于桥梁结构，车辆经过时 产生激励，引起结构振动，可以有效提高数据的信噪 比。在韩家沱长江大桥健康监测系统中提取一段跨 中竖向振动的加速度时程曲线，如图2所示，图中 0〜80 s是环境激励作用下的数据，80〜160 S是列 车激励作用下的数据。由图2可知，在列车的激励 下，加速度数据幅值明显增大，比环境激励下的数据 提高了一个数量级。对跨中的竖向振动数据进行频 谱分析，结果如图3所示。由图3可知：环境激励下 的振动数据的信噪比低，干扰频率较多，难以判断结 构的自振频率;列车激励下的振动数据的信噪比较 高，频谱分析结果能够有效识别出结构的振动频率。
0 40 80 120 160 200 240时间/s
图2跨中竖向振动的加速度时程曲线 Fig. 2 Time-History Curves of Acceleration of Midspan Vertical Vibration
获取列车激励下动力响应数据的关键在于确定 列车过桥的时刻，通过主梁竖向变形数据确定这个 时刻，比加速度数据更加简单、高效，其原因有2个 方面：①在列车通过时，主梁跨中的竖向变形时程 曲线(图4)比加速度时程曲线(图2)更简单、更有规 律，便于制定分析策略；②通常情况下变形的采样 频率低于加速度的采样频率，数据分析效率更高。 利用变形数据寻找列车过桥时刻，需要了解数据的 特点，韩家沱长江大桥主梁跨中竖向变形的M h
1引 g随着经济和交通的快速发展，中国已经拥有全 球最大规模的高速铁路网，截止2016年底，高速铁 路运营里程超过2. 2万公里⑴，“十三五”期间国家 仍将继续加快客运高速铁路的发展[2]9高速铁路上 桥梁占比大，其中大跨度桥梁成为高速铁路安全运 营的关键性节点，桥梁受力行为的在线监测及结构 状态的评估在保障桥梁安全方面意义重大[3]。因 此，国内许多高速铁路桥梁已建成健康监测系 统[_。桥梁健康监测系统经过多年的发展，在监测 内容、测点优化、传感系统、数据传输和存储等方面 已经取得明显进展[74BM旦是在数据处理上还没有 获得广泛认可的实用方法。在桥梁结构健康监测系统中，海量的动力响应 监测数据中存在大量低信噪比的数据，利用这些数 据分析结构自振频率时，经常无法得到可靠的结果。 通过人工选取高信噪比的数据进行分析，可以明显 改善分析的结果，但是其效率极低，对实时监测和评 估[_来说没有实用性。铁路桥梁上的列车荷载则 具有荷载标准、轨迹确定、过桥时间差别小等特点， 特别是高速铁路桥梁，通过的列车型号固定、车速均 匀，更具有稳定性。因此，高速铁路桥梁更容易获得 高质量的动力响应监测数据。为在桥梁健康监测系 统中实现监测数据的自动分析，根据高速铁路桥梁 上的列车荷载特点，本文提出一种简单、有效地获取 高质量动力响应监测数据的实用方法，实现在线实 时分析结构的自振频率，并在渝利铁路韩家沱长江 大桥的健康监测系统中得到应用。
2工程背景渝利铁路韩家沱长江大桥[14]是重庆至利川双 线铁路特大跨江大桥，该桥线路等级为I级、客货共 线，设计荷载为中一活载，旅客列车设计行车速度为 200 km/h。大桥主桥为双塔双索面钢桁梁斜拉桥， 跨径布置为(81. 73十 135 十431+135+81. 75) m， 其总体布置示意见图1。该桥采用半飘浮结构体 系，塔墩固结，塔梁分离。桥塔顺桥向采用单柱式、 横桥向采用花瓶形(折线H形）。主梁采用平行弦 钢桁梁，N形桁架，2片主桁，桁间距18 m，桁高14 m，节间长度13. 5 m。斜拉索采用镀锌高强钢丝 束，布置为平行的扇形双索面，全桥共56对斜拉索。
3动力响应监测数据分析方法在健康监测系统中，获取结构自振频率的方法
