摘要：探索性数据分析统计图在桥梁健康监测动态数据质量评估中已有广泛应用。为了减少人工观察统计图的主观性,通过近似度量方法实现统计图的量化分析,得到多个指标对监测数据进行快速质量评估。在运营环境激励作用下,桥梁结构动力响应具有短时线性平稳性,近似服从正态分布。以某大跨斜拉桥振动数据为研究对象,首先,绘制样本数据直方图和Q-Q图,通过观察数据分布特征预先判断数据质量,确定优、良和差3个等级。然后,分别通过KL散度和余弦相似度2种近似度量方法对样本数据直方图和Q-Q图进行量化,得到数据服从正态分布程度的指标;通过箱线图检测样本数据全局异常点,得到正常数据占比;统计分析得到量化值和先验质量等级的对应关系,确定以直方图KL散度和余弦相似度为主、以箱线图正常数据占比为辅的数据质量评估标准。最后,取部分数据为验证集,进一步验证所提方法各个指标的合理性,并给出该方法在实际工程上的应用结果。

摘要：为研究洪水作用对高速铁路桥梁结构动力响应的影响,以两跨不等墩高32 m高速铁路简支梁桥为研究对象,建立洪水作用下桥梁下部结构三维水动力分析模型和桥梁有限元模型,获得桥梁下部结构周围流场分布规律与流水压力荷载,探讨了洪水流速、高度和基础冲刷深度的变化对桥梁动力响应和桩基内力的影响规律。研究表明:(1)不同流速的洪水作用于桥梁下部结构时,周围流场的分布规律总体基本一致;(2)当洪水流速大于3 m/s时,下部结构所受的流水压力对桥梁结构的影响不可忽视,且该压力与洪水作用速度及高度呈正相关;(3)基础冲刷深度对下部结构受到的流水压力影响显著,但当承台裸露后,再增大基础冲刷深度时,流水压力增大不明显;(4)桥梁受到洪水冲击时,桥梁的动力响应随时间变化的总体规律基本一致,其响应具体表现为,墩顶横向加速度在冲击时间1.06 s时达到峰值,墩顶横向位移在冲击时间1.16 s时达到峰值,二者达到峰值后呈周期式迅速衰减,墩顶位移、加速度的峰值和最后稳定值以及桩基弯矩均随着洪水流速、高度的增加而增大;(5)随着基础冲刷深度的增加,桥梁动力响应和桩基弯矩均呈增大趋势,但桩基下部负弯矩区受基础冲刷深度影响更敏感。

摘要：桥梁健康监测数据的挖掘和分析工作只有在整体数据质量符合基本要求的有效数据基础上进行,才能保障如模态参数识别、损伤识别和状态评估等后续工作的准确性。因此,基于量化改进的探索性分析方法(Exploratory Data Analysis,EDA)和相关性分析从数据完整性、准确性和一致性的角度建立了桥梁健康监测静、动态数据的质量评估方法。对某大跨度斜拉桥健康监测系统的静、动态数据进行质量评估,通过对比分析了不同评估质量的温度数据、静挠度数据和不同评估质量的主梁竖向加速度动力信号的模态参数识别的稳定图,验证了所提方法的正确性。结果表明,所提评估方法能够快速有效地判断数据质量的好坏,进而确保桥梁结构的服役性能评估和预测的准确性,有利于提高健康监测数据的可用性和效能。

摘要：为了改善桥梁结构健康监测数据多模式异常检测难以全覆盖的问题,提出了基于迁移学习图像识别技术的数据异常检测方法。首先,绘制结构应变和温度数据时程图,统计分析数据日周期变化规律,并标记异常类型作为训练集;通过图像仿射变换实现数据增强,减少网络对不平衡数据集的过拟合。其次,以AlexNet预训练网络为基础,选择迁移学习策略,建立多个对比模型用于分析不同优化算法、初始学习率、Dropout取值和结构轻量化对网络识别结果的影响;以模型分类准确率、训练速率和内存需求作为评价指标,获得性能优越的监测数据异常检测深度网络模型,模型对试验数据的异常分类准确率可达95.5%,体量可缩减94.7%。最后,基于优化模型编译数据异常检测模块,并以某斜拉桥一个月的监测数据为例进行验证,验证集准确率为98.0%。所提方法准确率高、计算速度快、内存需求小,方便应用于桥梁健康监测数据预处理平台。

摘要：为了解决现有视觉技术难以准确测量结构微小振动的问题,该文提出了一种基于宽带相位运动放大(BPMM)和亚像素模板匹配算法的结构振动测量和频率识别方法。首先,利用相机拍摄结构的振动视频图像,并对图像中的噪声进行初步去除。其次,在不需要结构频率先验信息的情况下,在包含所有感兴趣频率的宽频带内进行滤波,选取合适的放大倍数进行微小振动视频的放大处理,再利用亚像素模板匹配算法从放大后的视频中提取结构的位移时程响应。最后,对提取的结构位移进行归一化处理,得到结构的实际位移时程响应,利用快速傅里叶变换(FFT)获取结构的振动频率。结果表明:BPMM算法既能实现结构微小振动位移幅值的放大,又能有效去除微小振动视频中的噪声,提高了图像的信噪比,从运动放大后的视频图像中可以准确地识别结构的振动频率。通过3层框架结构的室内试验和实桥试验对该文方法进行了验证,识别误差分别在1%和5%以内。该文方法可在不需要结构频率先验信息的情况下实现微小振动的盲放大处理,具有噪声鲁棒性好、计算量小及适用性强等优点,为结构微小振动测量提供了一种新思路,具有良好的应用前景。

摘要：为了实现对大规模中小跨径桥梁群体的快速检测,提出了一种参数可调的移动检测车辆,并通过理论推导、试验验证和参数分析对车辆参数的合理取值进行研究.首先,通过车-桥耦合振动理论推导出“拖车-双挂车”过桥振动响应的解析解;其次,利用有限元模型和车桥耦合计算程序的数值计算结果,以及一座简支梁桥的现场试验结果对理论解析解进行验证;最后,基于推导的理论解析解进行参数研究,分析了检测车辆的动力参数、车速以及桥梁参数对间接法识别精度的影响.结果表明:当车桥频率比在0.8~0.9(或1.1~1.2)之间变化时,桥梁频率识别效果较好;在利用间接法进行桥梁频率识别时,建议移动检测车辆的车速不宜取太大;根据桥梁的截面面积、截面形状和跨度对检测车辆参数进行合理的选取,可提高桥梁频率识别的准确性.研究结果可为基于车辆响应的桥梁频率间接识别提供参考.

摘要：为揭示地震动行波效应对大跨斜拉桥粘滞阻尼器减震效率的影响规律,以一座主跨810 m大跨斜拉桥为研究对象,采用Midas/civil有限元软件建立全桥三维动力分析模型,基于大质量法(LMM)实现地震的行波激励,通过对比不同视波速地震下大跨斜拉桥的关键部位响应,探讨地震动行波效应对粘滞阻尼器减震效率的影响规律,探究考虑地震动行波效应时大跨斜拉桥粘滞阻尼器的合理设置参数。结果表明:在不同视波速地震下,非线性粘滞阻尼器可降低大跨斜拉桥关键部位响应,但地震动的行波效应对粘滞阻尼器的减震效率有较大影响,不同视波速下粘滞阻尼器的最优设置参数也不同,仅考虑一致激励下粘滞阻尼器的合理参数,可能在行波地震激励下其减震效率不高;综合不同视波速下粘滞阻尼器的参数分析结果,提出了该桥考虑地震动行波效应的粘滞阻尼器最优参数设置建议。

摘要：近年来冻土区实际桥梁结构的震害已经表明,冻土的存在会增加桥梁基础的土体侧向刚度,可能会使桥梁结构出现更为严重的地震损伤,然而目前缺乏关于地震作用下冻土桥梁结构的冻土-桩相互作用效应以及相应地震响应规律的研究。基于所提出的高效非线性数值模型来考虑地震作用下的冻土-桩基础相互作用效应,推导了冻土深度与地表温度的关系,给出了冻土层的p-y弹簧非线性数值模拟方法,并选择了多条地震实测记录,研究了地震作用下不同冻土深度对规则桥梁墩柱以及支座地震响应的影响规律。结果表明,本研究所采用的高效非线性数值模型较好地模拟了冻土下桥梁结构的抗震性能,且所建立的冻土p-y弹簧曲线具有很好的准确性。当峰值加速度(PGA)较小时,冻土对于桥墩墩底曲率的增幅达20%,而当PGA较大时,冻土可增加桥墩曲率响应(达185%),使桥墩更易进入屈服。当冻土深度较小(温度等于-5℃)时,支座位移有较大的增加,增加了地震作用下主梁的落梁风险,且冻土可使地震作用下结构体系的最不利部位发生转移。研究结果可为我国冻土桥梁结构的抗震性能与相应的抗震设计方法研究提供必要的理论基础与数据支持,这一基础性工作对于推动我国冻土区桥梁工程防灾减灾的发展与工程应用具有重要意义。

摘要：大跨度桥梁线形形变测量对桥梁结构健康安全监测与评估具有重要意义。水准测量、连通管等形变测量方法测量频率低、成本高,单相机形变测量方法测量距离越远测量精度越差,难以满足大跨度桥梁线形形变高精度测量需求。提出了一种集成惯性传感器和视觉测量的大跨度桥梁线形形变实时测量方法,使用相机高频拍摄桥梁测量靶标图像,同时利用惯性传感器纠正因相机振动带来的测量误差,通过多惯性相机串联延伸视觉测量的范围,采用联合解算获取大跨度桥梁线形形变,并研制了相应的测量设备,应用于某特大桥健康监测系统中。实验结果表明,所提方法的均方根误差为0.38 mm。在桥梁实验验证中,惯性相机测量大跨度桥梁线形形变与静力水准测量结果高度一致,相关系数均优于99.90%,相互较差为4.94 mm。所提方法能高精度实时测量大跨度桥梁线形形变,具有良好的工程价值。

摘要：福厦高铁湄洲湾跨海大桥主桥为跨越湄洲湾规划航道的重要桥梁,采用(96+180+96)m预应力混凝土部分斜拉桥结构形式,桥塔为人字形,主墩采用双薄壁墩,造型新颖,简洁美观。针对海湾区域具有氯盐侵蚀等特点,采用了多种耐久性设计措施;通过调整梁部预应力及斜拉索张拉力,控制截面上下缘应力差,大桥梁部后期的收缩徐变得到了很好的控制,满足高速铁路运营要求;对结构进行了静力、稳定性、自振特性等各项计算分析,并对索鞍、拉索锚固区、墩梁塔结合部等构造复杂区域进行了局部应力分析。研究结果表明:该桥设计满足施工及运营要求,结构安全可靠,可为类似跨海高铁桥梁提供参考。