伸縮縫是橋梁結構縫隙中埋設的重要構件, 實際工程中由于設計施工缺陷、管理維護不善及車輛超載加劇等情況, 使得伸縮縫發生損壞的情況較為嚴重, 因此迫切需要有效的方法對伸縮縫的狀態進行實時監測和評估。
本項目采用橋梁梁端位移的變化規律表征橋梁伸縮縫的健康狀態。 基于溫度、車輛荷載以及主梁梁
端位移的長期監測數據研究主梁梁端位移與溫度、車輛荷載的相關性特征, 在此基礎上應用統計過程控制圖方法研究“環境條件歸一化”的梁端位移異常預警方法, 實現伸縮縫服役性能的在線監控與預警[23, 24]。
基本實施方案
① 主梁梁端位置設置縱向位移傳感器, 同時,在主梁的跨中位置安裝溫度傳感器和加速度傳感器,用以監測主梁的溫度和由于車輛荷載引起的主梁豎向加速度。
② 以10 min 為計算區間, 對傳感器獲取的原始數據進行處理, 計算梁端縱向位移D、溫度T 和車輛荷載的代表值R。
③ 建立完好狀態下縱向位移和環境條件的相關模型: 選取橋梁運營初期n 天的監測數據并采用神經網絡方法建立溫度T 和梁端縱向位移D 之間的關系;消除溫度對縱向位移的影響, 選取參考溫度為Tr, 將位移原始測試值D “歸一化”至參考溫度Tr, 得到消除溫度影響的梁端縱向位移值D1; 建立D1 和車輛荷載代表值R的相關性模型, 然后選取車輛荷載的參考值為Rr, 將D1 “歸一化”至車輛荷載的參考值Rr, 得到消除車輛荷載影響的位移值D2。
④ 將步驟③計算的位移值D2取日平均值, 記為2D , 將其輸入均值控制圖, 調整控制圖的顯著性水平, 使得上述n 個樣本點全部落在控制圖的上、下控制線之內。
⑤ 伸縮縫性能異常的智能診斷: 對未知狀態的m天監測數據, 采用正常運營狀態下的相關模型消除溫度和車輛荷載的影響, 在此基礎上得到m 個日平均位移值, 記為3D 。 保持步驟④確定的顯著性水平不變, 將2 D 和3 D 同時輸入均值控制圖, 此時, 若所有n+m 個樣本仍全部位于上、下控制線內, 則說明伸縮縫狀態為正常, 若有樣本落在了控制線以外, 則說明伸縮縫性能異常。
數據分析
圖12 和13 給出了潤揚大橋懸索橋梁端位移與溫度、車輛荷載的相關性。分析結果表明, 運用該方法可以較好地識別出梁端位移1.0%的異常變化。
信息來源
《橋梁健康監測海量數據分析與評估——“結構健康監測”研究進展》
李愛群, 丁幼亮, 王浩, 郭彤
東南大學混凝土及預應力混凝土結構教育部重點實驗室, 南京 210096
參考文獻
[23] Deng Y, Ding Y L, Li A Q. Structural condition assessment of long-span suspension bridges using long-term monitoring data. Earthquake Eng Eng Vib, 2010, 9(1): 123–131
[24] Ding Y L, Li A Q. Assessment of bridge expansion joints using long-term displacement measurement under changing environmental conditions. Front Architect Civil Eng China, 2011, 5(3): 374–380
光纖光柵位移傳感器推薦
JH-FGD-B1光纖光柵位移計
光纖光柵加速度傳感器推薦
JH-FGV-A2光纖光柵加速度計
關于聚華科技
杭州聚華光電科技有限公司（Cavono, Inc.）是一家基于物聯網光纖傳感器技術從事土木工程結構健康監測與預警管理的高新技術企業，聚華是專業的光纖光柵傳感器產品提供商和土木工程結構健康監測一站式解決方案優質合作伙伴。公司專注于橋梁、隧道、邊坡、基坑、地鐵、礦山、電力等土木工程領域的結構健康監測相關產品的研發、生產、推廣與應用，以提供野外光纖傳感器自動化監測產品、工程結構安全監測一站式解決方案見長。主要以光纖光柵傳感器技術、分布式光纖測溫技術、工程安全自動化云計算軟件、工程化專業領域數據分析為技術核心。www.hzjzgcls.com
本項目采用橋梁梁端位移的變化規律表征橋梁伸縮縫的健康狀態。 基于溫度、車輛荷載以及主梁梁
端位移的長期監測數據研究主梁梁端位移與溫度、車輛荷載的相關性特征, 在此基礎上應用統計過程控制圖方法研究“環境條件歸一化”的梁端位移異常預警方法, 實現伸縮縫服役性能的在線監控與預警[23, 24]。
基本實施方案
① 主梁梁端位置設置縱向位移傳感器, 同時,在主梁的跨中位置安裝溫度傳感器和加速度傳感器,用以監測主梁的溫度和由于車輛荷載引起的主梁豎向加速度。
② 以10 min 為計算區間, 對傳感器獲取的原始數據進行處理, 計算梁端縱向位移D、溫度T 和車輛荷載的代表值R。
③ 建立完好狀態下縱向位移和環境條件的相關模型: 選取橋梁運營初期n 天的監測數據并采用神經網絡方法建立溫度T 和梁端縱向位移D 之間的關系;消除溫度對縱向位移的影響, 選取參考溫度為Tr, 將位移原始測試值D “歸一化”至參考溫度Tr, 得到消除溫度影響的梁端縱向位移值D1; 建立D1 和車輛荷載代表值R的相關性模型, 然后選取車輛荷載的參考值為Rr, 將D1 “歸一化”至車輛荷載的參考值Rr, 得到消除車輛荷載影響的位移值D2。
④ 將步驟③計算的位移值D2取日平均值, 記為2D , 將其輸入均值控制圖, 調整控制圖的顯著性水平, 使得上述n 個樣本點全部落在控制圖的上、下控制線之內。
⑤ 伸縮縫性能異常的智能診斷: 對未知狀態的m天監測數據, 采用正常運營狀態下的相關模型消除溫度和車輛荷載的影響, 在此基礎上得到m 個日平均位移值, 記為3D 。 保持步驟④確定的顯著性水平不變, 將2 D 和3 D 同時輸入均值控制圖, 此時, 若所有n+m 個樣本仍全部位于上、下控制線內, 則說明伸縮縫狀態為正常, 若有樣本落在了控制線以外, 則說明伸縮縫性能異常。
數據分析
圖12 和13 給出了潤揚大橋懸索橋梁端位移與溫度、車輛荷載的相關性。分析結果表明, 運用該方法可以較好地識別出梁端位移1.0%的異常變化。
信息來源
《橋梁健康監測海量數據分析與評估——“結構健康監測”研究進展》
李愛群, 丁幼亮, 王浩, 郭彤
東南大學混凝土及預應力混凝土結構教育部重點實驗室, 南京 210096
參考文獻
[23] Deng Y, Ding Y L, Li A Q. Structural condition assessment of long-span suspension bridges using long-term monitoring data. Earthquake Eng Eng Vib, 2010, 9(1): 123–131
[24] Ding Y L, Li A Q. Assessment of bridge expansion joints using long-term displacement measurement under changing environmental conditions. Front Architect Civil Eng China, 2011, 5(3): 374–380
光纖光柵位移傳感器推薦
JH-FGD-B1光纖光柵位移計
光纖光柵加速度傳感器推薦
JH-FGV-A2光纖光柵加速度計
關于聚華科技
杭州聚華光電科技有限公司（Cavono, Inc.）是一家基于物聯網光纖傳感器技術從事土木工程結構健康監測與預警管理的高新技術企業，聚華是專業的光纖光柵傳感器產品提供商和土木工程結構健康監測一站式解決方案優質合作伙伴。公司專注于橋梁、隧道、邊坡、基坑、地鐵、礦山、電力等土木工程領域的結構健康監測相關產品的研發、生產、推廣與應用，以提供野外光纖傳感器自動化監測產品、工程結構安全監測一站式解決方案見長。主要以光纖光柵傳感器技術、分布式光纖測溫技術、工程安全自動化云計算軟件、工程化專業領域數據分析為技術核心。www.hzjzgcls.com