基于CEEMDAN-VMD-PSO-LSTM模型的桥梁挠度预测

针对桥梁运行阶段的健康状态监测,构建了CEEMDAN-VMD-PSO-LSTM模型对桥梁挠度进行预测。该模型主要分为二次模态分解平稳化、粒子群优化(PSO)算法和长短期记忆(LSTM)网络预测三大模块,共有5个步骤:①利用自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)算法对桥梁原始挠度序列进行初次模态分解,分解为若干本征模态分解函数(IMF);②使用样本熵(SampEn/SE)计算各IMF分量的复杂度,并通过K-means聚类为高频、中频和低频3个IMF分量;③通过变分模态分解(VMD)算法对高频IMF分量进行二次模态分解;④分别对各个IMF分量通过PSO算法得出LSTM最优超参数组合;⑤将各最优超参数分别代入LSTM模型进行训练,并将各预测结果融合为最终的预测结果。结果表明:该预测方法具有最高的预测精度,为智慧桥梁的安全监测监控提供了新的技术方法。

全站仪在桥梁挠度变形应用中的数据处理

测绘技术的发展与IT技术息息相关,随着IT技术的飞速发展,测绘技术也在迅猛发展,朝着更加方便、精确、智能的方向不断进步,实现数据处理的自动化也成为测绘工程发展的必然需求。为了保证桥梁的安全性和足够的刚度,需要在桥梁竣工后的进行加载测试,因为其测试结果直接反映了桥梁的施工质量和结构受力性能。本文主要研究全站仪在桥梁挠度变形中的数据处理,利用VB语言编程使数据处理变得简单、方便、准确,实现数据的自动化处理。

应用CEEMDAN-VMD-PSO-LSTM模型对桥梁挠度的预测研究

为进一步提高桥梁挠度预测的准确性,文章提出一种结合CEEMDAN、VMD、PSO及LSTM的混合模型。试验结果表明,该混合模型在桥梁挠度预测上表现出色,与其他单一模型相比,具有更高的稳定性与精度,可为桥梁健康监测提供新的思路与方法,并为桥梁结构安全领域提供借鉴与指导。

基于桥梁挠度的重载车辆荷载识别方法研究

以浙江省宁波市某桥梁工程为依托,提出了一种基于双向长短时记忆网络(Bi LSTM)的重载车辆荷载识别方法,通过自主学习并提取结构动挠度时程特征,构建了车辆车重与结构动挠度之间的映射关系,实现了重载车辆荷载参数的反演,验证了所提方法具有很好的鲁棒性与泛化性能,车重识别精度最高可达91%,对多车行驶的抗干扰性也较强。相关研究结论可为类似重载车辆荷载识别提供参考。

基于VMD-SVD的桥梁挠度监测温度效应分离方法研究

为实现桥梁挠度监测信号中温度效应的分离,提出一种基于VMD-SVD的挠度监测信号温度效应分离方法。该方法首先利用奇异值分解(SVD)对信号进行降噪,然后利用变分模态分解(VMD)对降噪后的信号进行分解,得到日温差效应分离结果;同时考虑到年温差效应的频率接近0与长期挠度难以分离,对采样频率进行修正,使年温差效应的频率远离长期挠度,利用VMD实现长期挠度和年温差效应的分离。为验证VMD-SVD信号分离法的可行性,以武汉某大跨斜拉桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立大桥有限元模型进行挠度模拟分离,并对桥梁实测挠度监测信号进行温度效应分离。结果表明:挠度监测信号经SVD降噪处理后,温差效应分离精度显著提高;修正采样频率可解决长期挠度与年温差效应难以分离的问题;桥梁实测挠度监测信号温度效应的分离结果具有空间上的相关性和时间上的连续性,该方法可有效分离桥梁挠度监测信号中的温度效应。

毫米波雷达数据驱动的桥梁挠度预测

为监测公路桥梁健康状况从而保证车辆行驶桥面的安全性,基于毫米波雷达监测的桥梁挠度数据,结合深度学习理论,提出了一种基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)与门控制循环单元(gate recurrent unit,GRU)组合的桥梁挠度预测模型。首先,获取高速公路大桥高精度挠度数据,通过数据预处理,在保留原始数据特征的基础上,修复部分噪声数据;其次,将处理后的样本数据、时间步长和特征数的三维数据,以桥梁挠度数据序列构造的输入矩阵作为输入层,经过CNN-GRU组合模型的密集连接层后,输出预测桥梁挠度值。最后,选取具有代表性的监测点数据,利用均方根误差(root mean square error,RMSE)、平均绝对误差(mean absolute error,MAE)、平均百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)进行预测效果验证。结果表明,CNN-GRU模型的精度更高:较于传统长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)模型在RMSE上提升了59.65%,MAE提升了61.30%;较于CNN-LSTM模型在RMSE上提升了2.48%,MAE提升了4.87%。其对于桥梁挠度极值及趋势的判断基本准确,可以作为桥梁健康状况预测的科学依据。

桥梁挠度智能检测设备研究

为提升桥梁挠度检测效率,本文设计开发了一种桥梁挠度智能检测设备,此设备采用智能目标定位跟踪原理,并结合多维度的目标训练方式,可显著提升目标定位跟踪的稳定性。另外,为克服桥梁挠度检测过程中环境光线变化较大的问题,本文提出采用固定发光频率的靶标,并搭配镜头滤光片的方式,可有效滤除干扰光线,进一步提升设备的环境适应能力。

轨交桥梁挠度与温度变化关系研究

本文采用桥梁温度、挠度自动化监测系统,采集了一段时间轨道交通连续梁桥的挠度及温度数据,根据实测数据分析了桥梁挠度与温度变化的关系。结果表明:对该桥梁而言,桥梁挠度变化与温度变化呈线性相关,外部荷载使桥梁产生了不可逆的塑性变形,致使挠度不断增长。采用本文分析方法建立的桥梁挠度与温度的经验公式,可为类似结构桥梁的挠度分析提供参考。基于实测数据优化后的桥梁挠度预警模型,可为行业内提供更加符合实际的评估桥梁安全性的方法。

TRIZ方法在桥梁挠度测量方法改进中的应用

依托于桥梁实时在线监测系统的研发,主要解决的技术难点是如何对桥梁挠度进行实时测量,并且架设设备不影响桥梁的结构状态.为突破这一技术难题,在已有的条件下进行优化创新,首先通过建立技术系统,提出新技术系统的要求及最终理想解,利用TRIZ理论中的创新原理、标准解系统及功能化模型得到4个解决方案;然后根据TRIZ理论的进化法则对得到的解决方案进行定位分析,利用评价模型对所有解决方案进行方案评价,发现其中倾角仪测挠度方案最优;最终实施该方案并应用到实时在线监测系统中,可有效降低运营中长期阶段的中修、大修频率,延长桥梁使用寿命,降低桥梁全生命周期的养护维修成本.

基于FBG宏应变技术的桥梁挠度监测措施的探析

桥梁挠度是对桥梁工程进行长期健康监测的主要内容之一,为提升桥梁工程的质量效果,延长桥梁工程的使用寿命,本文以桥梁工程为主要研究对象,着重从FBG宏应变技术的角度,在简单介绍FBG宏应变技术在桥梁工程中的应用原理和表现形式之后,通过对基于FBG宏应变技术的桥梁挠度监测应用分析,探讨能够提升桥梁挠度监测结果准确性的有效措施,希望能够为桥梁工程的施工建设和健康监测提供借鉴的经验。

实时测量桥梁挠度

本文介绍了一种实时测量桥梁挠度的方法．大量的实验分析数据表明：采用ＱＹ型倾角仪测量得到的桥梁挠度时程曲线有很高的精度，从而为桥梁的安全性评价和工程验收提供了可靠的依据．该方法真正实现了桥梁挠度的动态测量，避免了传统静态测量方法必须采取的封桥措施，提高了检测效率，工程应用前景广阔．

基于奇异值分解的桥梁挠度分离研究

针对桥梁挠度各成分的分离问题,利用温度挠度具有周期性的特点,基于奇异值分解提取周期信号原理,提出桥梁挠度监测信号中精确分离各分量的方法。计算及分析结果表明,该方法能有效分离挠度监测信号中各种效应值,挠度分离效果良好,尤其对具有周期性特点的桥梁挠度温度效应分离特别有效,为桥梁挠度信号分离提供了一种有效的方法。

基于地面三维激光扫描的桥梁挠度变形测量

将地面三维激光扫描技术应用到桥梁挠度变形测量。针对桥底面点云的具体特点,采用点云拟合计算方法和重心计算方法,分别获取不同荷载情况下的桥底挠度变化,并进行对比分析,初步确定其变形测量精度,验证了该技术在桥梁挠度变形测量中的可行性。

基于灰关联GM(1,N)模型的特大跨径桥梁挠度变化分析

桥梁挠度因受混凝土徐变、温度变化、预应力衰减以及动载、振动等因素的综合影响,呈动态且非线性变化。在深入分析其影响因素的基础上,重点考虑温度变化和徐变效应因素,建立了灰关联GM(1,N)模型,并应用于某大跨度预应力混凝土连续箱梁桥桥梁挠度的分析研究中,与其他方法相比具有较好的可靠性和较高的精度,对类似工程有一定的借鉴作用。

数字图像相关方法的桥梁挠度仪的温度补偿

基于数字图像相关方法的桥梁挠度仪会因相机温度变化而引起一定的测量误差,为了补偿因相机温度变化而引起的挠度测量误差,先通过实验实测了相机温度变化与测量误差之间的数值关系,并发现相机温度变化与测量误差之间存在一定的线性关系;然后通过直线拟合方法,找出相机温度变化与测量误差之间的具体函数关系,并据此对挠度测量过程进行了实时温度补偿。实验表明,经过温度补偿后的挠度测量,其测量误差大为降低,降幅可达85.3%。

基于网络摄像机的桥梁挠度非接触识别

针对传统的桥梁挠度识别系统可达性差、效率低、不能全天候实时监测,建立了一种基于网络摄像机的桥梁挠度非接触识别系统。系统采用LED光源作为标志物,以网络摄像机作为采集设备,通过无线传输图像信息,利用计算机搭载基于HSV的快速模板匹配和基于颜色追踪(cvCamShift)的几何匹配算法获取目标的挠度时程信息,进而实现对桥梁挠度的非接触识别。通过在人行桥模型上进行四种工况的振动试验以及现场实桥测试,以此验证系统的可行性。研究结果表明:在模型试验中,系统识别得到的时域和频域信息与激光位移传感器对比的误差都小于0.6%,在雾气干扰下识别的误差仍可小于0.7%;实桥测试下,系统的识别结果与桥梁挠度仪对比的误差小于1.9%。由此表明系统鲁棒性强且经济性好,具备广泛的应用前景。

多项式分布滞后模型在桥梁挠度预测中的应用

介绍了PDL(多项式分布滞后)模型,并将其应用于某桥梁挠度预测,重点考虑了温度以及车流量对挠度的影响。借助EVIEWS软件对桥梁不同时期的挠度变形值进行预测,并与灰色GM(1,1)模型的预测结果进行对比分析。结果表明,PDL模型具有比灰色模型更高的预测精度,其预测结果更为可靠,对类似工程有一定的借鉴作用。

基于数字散斑相关方法的中小跨径桥梁挠度测量系统研究

针对中小跨径桥梁的挠度测量,研究一套基于数字散斑相关方法的测量系统,并通过实桥试验,比较该系统与全站仪的测量结果,验证数字散斑相关方法在中小桥梁挠度测量中的可行性。

震后桥梁挠度测量方法的设计与实现

对震后桥梁稳定性与安全性检测过程中,挠度是一项重要检测指标,但是测量这一参数较为复杂,干扰较多,结果存在较大问题。设计一种震后桥梁挠度测量方法。根据实际桥梁设置相关参数,采用共轭梁法计算震后桥梁固定点的初始挠度,结合震后桥梁挠度曲线函数,获得欲求解的桥梁截面挠度值;修正桥梁截面挠度值时,将监测点高程差同基准点高程差间的差值问题替代挠度偏差问题,分析倾斜传感器获取维护点倾斜传感器的理论值和基准点倾斜传感器的理论值,确定挠度偏差,修正震后桥梁挠度测量值。通过简支梁与连续梁实验,验证测量震后桥梁挠度时,具有更高测量精度。

桥梁挠度测试仪检测结果分析

桥梁挠度测试仪的工作机理是通过液气耦合压差的改变转变为桥梁挠度变化。在沈阳市城市桥梁检测工作中采用桥梁挠度测试仪测试桥梁的竖向挠度。以沈阳市三好桥主桥挠度测试、大成桥北引桥第5跨空心板挠度测试及公和桥主桥残余挠度测试为例,对比分析测试结果与计算结果。结果表明:测试结果均满足相关要求;该仪器布置简便,测试快速、准确,满足城市桥梁检测快捷、高精度的要求。