大型桥梁健康监测系统实践与展望24页PPT
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目录一、传统桥梁结构检查与评估概述 (1)二、现代桥梁健康监测系统概述 (2)三、健康监测系统研究现状 (3)四、健康监测系统实施现状 (5)$五、健康监测系统应用效果与存在问题 (9)六、健康监测系统改善建议与发展前景 (10)"一、传统桥梁结构检查与评估概述桥梁在建成后,由于受到气候、腐蚀、氧化或老化等因素,以及长期在静载和活载的作用下易于受到损坏,相应地其强度和刚度会随时间的增加而降低。
这不仅会影响行车的安全,并会使桥梁的使用寿命缩短。
为保证大桥的安全与交通运输畅通,加强对桥梁的维护管理工作极为重要。
桥梁管理的目的在于保证结构的可靠性,主要指结构的承载能力、运营状态和耐久性能等,以满足预定的功能要求。
桥梁的健康状况主要通过利用收集到的特定信息来加以评估,并作出相应的工程决策,实施保养、维修与加固工作。
评估的主要内容包括:承载能力、运营状态、耐久能力以及剩余寿命预测。
承载能力评估与结构或构件的极限强度、稳定性能等有关,其评估的目的是要找出结构的实际安全储备,以避免在日常使用中产生灾难性后果。
运营状态评估与结构或构件在日常荷载作用下的变形、振动、裂缝等有关。
运营状态评估对于大桥工件条件的确认和定期维修养护的实施十分重要。
耐久能力评估侧重于大桥的损伤及其成因,以及其对材料物理特性的影响。
传统上,对桥梁结构的评估通过人工目测检查或借助于便携式仪器测量得到的信息进行。
人工桥梁检查分为经常检查、定期检查和特殊检查。
但是人工桥梁检查方法在实际应用中有很大的局限性。
美国联邦公路委员会的最近调查表明,根据目测检查而作出的评估结果平均有56%是不恰当的。
传统检测方式的不足之处主要表现在:(i)需要大量人力、物力并有诸多检查盲点。
现代大型桥梁结构布置极其复杂,构件多且尺寸大,加之大部分的构件和隐蔽工程部位难于直接接近检查,因此,这对现代大型桥梁尤其突出;(ii)主观性强,难于量化。
检查与评估的结果主要取决于检查人员的专业知识水平以及现场检测的经验。
长大桥梁健康监测系统现状及未来发展趋势摘要:为了促进长大桥梁健康监测系统的发展,系统总结了近年来国内外桥梁健康监测的学术研究现状、热点前沿、存在问题及发展前景。
桥梁运维方面总结了桥梁检测、监测数据挖掘、模态识别与状态评估的最新研究;探讨了当前长大桥梁健康监测系统面临的关键问题;同时对健康监测系统在未来桥梁建设中的发展趋势进行了展望。
关键词:长大桥梁;健康监测系统;数据挖掘;状态评估近年来,随着人工智能与工程领域的不断深度融合,桥梁智能化及其智能运维受到广泛关注。
国内长大桥梁健康监测系统的建设及应用越来越广泛,如何利用健康监测系统服务桥梁科学管养及安全风险防控一直是社会各界及行业人士关心的重要问题。
尽管国内外在桥梁健康监测报警及状态评估的应用与研究已有部分研究成果,但由于桥梁类型和结构形式多样、使用环境复杂性和作用荷载差异性大等原因,导致桥梁健康监测系统在传感布设方法、监测信息的可靠性、评估与预警方法等方面的研究尚存在不足。
1 研究现状桥梁健康监测系统已在国内外桥梁中得到越来越多的应用,总体而言,国内在健康监测实践及数据处理应用方面处于先进或领先位置,从科研角度看,目前在健康监测传感测试技术、结构损伤诊断理论与方法、监测数据分析与评估方面仍有值得深入研究的问题。
1.1监测系统传感测试技术传感器故障自诊断技术研究方面,罗浩恩[1]基于广义似然比检验原理,提出传感器故障自诊断方法,基于相关向量机的分类原理,建立传感器故障类型判别方法,并将这些方法应用于甄别实桥监测系统的传感器故障,从而为保证结构健康监测系统自身的正常运营提供了新的手段。
郭旭[2]提出基于卷积神经网络和深度卷积生成对抗网络的结构加速度传感器故障自诊断,以加速度时程数据为输入,建立基于CNN的传感器故障诊断模型,判断传感器故障类型和故障位置。
安星等[3]基于多元统计分析的过程控制理论,建立了基于主元分析(PCA)的传感器故障诊断方法,实现加速度传感器的故障诊断。