桥梁工程中的结构健康监测与预警系统设计

桥梁工程的结构健康监测与预警对提高桥梁的运营管理水平和安全性能至关重要。通过采用混合式系统架构,结合应变传感器、加速度传感器和光纤传感器,利用无线传感网络(Wireless Sensor Network,WSN)和有线网络,能够实现数据的实时采集与传输。引入机器学习算法,包括随机森林(Random Forest,RF)、人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)和支持向量机(Support Vector Machine,SVM),对监测数据进行分析与处理。在系统实施过程中,以杭州湾跨海大桥、武汉长江大桥和成都二环高架桥为案例进行了系统的实施与效果评估。结果表明,所设计的系统在监测准确性、预警及时性、系统稳定性和用户满意度等方面表现优异,能够显著提升桥梁的安全管理水平。研究可为桥梁结构的监测及预警实际应用提供理论依据和技术支持。

东营黄河大桥结构健康监测系统应用探究

特大桥梁作为交通干道的重要节点,保障桥梁的运营安全至关重要,桥梁结构健康监测就是其中一种重要的解决手段。本文以东营黄河大桥的结构健康监测为例,通过各个测点传感器的实时监测,达到对桥梁结构的安全性能和工作状态的预警评估,根据桥梁结构健康监测系统的工作应用,将其与桥梁的检测、巡检养护等相结合,探索桥梁结构健康监测在桥梁管养之中的几点应用,对于高效发挥桥梁结构健康监测系统在桥梁管养中的作用提供了实践路径,具有一定的借鉴意义,可以为桥梁结构健康监测系统的建设和应用提供经验参考。

在役公路隧道结构健康监测系统设计与应用

为实现在役高速公路隧道结构健康状态实时监测和智慧化管养,需建立隧道结构健康监测系统。分析了系统的结构,以某在役高速公路隧道为例,探讨了隧道结构健康监测项目的选择、测点的布设,并对系统的界面和功能进行了分析。

徐浦大桥结构健康监测系统传感器布点方案设计

为防范桥梁运行重大安全风险,提升桥梁结构的安全保障水平,以上海徐浦大桥为例,设计一种桥梁结构健康监测系统布点方案。根据徐浦大桥的结构特点布设传感器,将传感器采集的数据作为桥梁结构监测的基础数据来源,结合自动化监测技术和结构安全评估技术达到全天候、全方位了解桥梁的运营环境及结构状况的目的。实际应用结果表明,该方案可行,能有效监测桥梁的运营环境和结构状况,提高大桥的管养工作效率和突发状况应急处置能力,使其在整个设计使用寿命周期内安全可靠运营。

鄱阳湖二桥结构健康监测系统设计及应用

鄱阳湖二桥结构健康监测系统按照“一桥一策”原则,通过对桥梁结构的环境、作用及结构响应等多个监测指标开展了监测工作,旨在进一步提升大桥的监测及管养水平。通过结构有限元模型的计算、监测规范及成桥检测数据等作为依据对其进行阈值设置,能够实现对桥梁异常状态的告警,为桥梁运营提供安全保障。

土木工程结构健康监测系统研究

土木工程结构健康监测系统是一种用于实时监测和评估土木工程结构健康状况的技术系统。本文对土木工程结构健康监测系统的研究进行了综述和分析,包括系统组成、传感器技术、数据采集与处理、结构健康评估等方面。通过对国内外相关研究的总结和归纳,提出了进一步完善土木工程结构健康监测系统的建议和展望。

基于人工智能的建筑结构健康监测系统的应用研究

在现代社会经济快速发展的推动下,广大人民群众生活品质不断提升,对于房屋建筑也提出了更高的标准和要求。因此,针对房屋工程项目建设成果,相关技术人员须有效开展建筑结构健康监测工作,逐步引入更为先进的人工智能。通过人工智能技术对建筑结构健康状况作出动态化监测,并对潜在的风险与病害进行有效的预测。在当今房屋建筑规模不断扩大、建设高度不断增加的行业背景下,建筑结构安全及健康监测的重要性日益显著。传统建筑结构监测方法,主要依赖人工巡查,其效率低下,监测结果精确度不足。利用人工智能进行建筑结构健康监测,工作人员将安装监控设备和传感器,实现建筑结构的实时动态检测,并采用先进的算法分析监测数据,从而持续、准确地掌握建筑结构的健康状况。

结构健康监测系统综述研究

文章综述了结构健康监测(SHM)系统的研究,结构健康监测系统是以结构特征变化为基础的一种实时监测方法,旨在检测和诊断结构损伤,并预测它们未来的变化趋势。文章首先回顾了结构健康监测系统的发展历程;然后,综述了结构健康监测系统的目前研究热点;最后,文章还提出了未来结构健康监测系统研究的发展方向,包括了构件级智能监测技术、卫星通信和物联网通信应用于结构健康监测系统中、传感器的最佳定位方式、传感器技术与机器学习的结合等。总而言之,结构健康监测系统未来还有很广阔的发展空间。

飞行器结构健康监测技术研究进展

结构健康监测技术有望在飞行器设计、服役和维护中发挥关键作用,提高飞行器结构效率,确保飞行器结构的安全性和可靠性。本文首先概述结构健康监测的基本概念及其适用范围,强调其在航空航天领域中的重要性。随后,针对结构健康监测技术在飞行器典型结构中的研究工作情况,重点围绕冲击监测、超声导波损伤监测以及光纤传感器应变监测等先进技术进行详细讨论,总结国内外研究现状、技术能力以及典型应用。最后,指出飞行器结构健康监测面临的挑战性问题,展望该技术在航空航天领域的应用前景。

复合材料结构健康监测中机器学习方法研究进展

纤维增强树脂基复合材料(Fiber reinforced plastics,FRPs)因其高模高强、可设计强、耐腐蚀等优异性能,已广泛应用于航空航天等高性能领域。结构健康监测(Structural health mornitoring,SHM)对于保障复合材料结构的安全运行至关重要。随着人工智能技术的进步,机器学习方法在复合材料结构健康监测领域也得到快速发展,以数据驱动方法代替传统模型对结构状态进行判断,使得基于各类传感器的结构健康监测技术具有更高的准确性、鲁棒性及高效性。基于此,本文首先阐述了在复合材料结构健康监测领域中常用的机器学习算法,其次总结了机器学习方法在复合材料损伤模式识别、损伤位置识别和损伤程度识别几个方面的研究进展,最后讨论了基于机器学习的复合材料结构健康监测的未来发展趋势。

基于嵌入式结构健康监测系统的高斯混合模型结构损伤预警软件设计

传统结构健康监测软件大多需要Windows操作系统运行环境支持,这种软件很难移植到嵌入式结构健康监测系统上。针对这个问题,在C语言环境下设计了基于高斯混合模型迁移的结构损伤预警软件。在将损伤预警软件集成到嵌入式结构健康监测系统后,通过变化载荷下飞行器典型耳片结构的损伤监测实验对软件监测功能进行了验证。验证结果表明所设计的软件可以在载荷变化下对耳片结构上出现的裂纹进行可靠高效的预警。

既有建筑砌体结构健康监测和损伤预警研究

为保障既有建筑砌体结构运营期间的结构安全并延长其使用寿命,利用结构健康监测(SHM)系统与均值控制图,研究砌体结构的状况评估和预警机制。以北京市东城区某砌体结构为例,首先,根据该结构病害和损伤状况设计并实施对应的SHM系统,选取该结构承重墙裂缝和窗台相对位移作为监测对象;其次,收集结构响应和环境温度的数据,并利用收集后的监测数据构建结构响应同环境温度的相关性模型;然后,利用相关性模型模拟出结构响应监测数据的温度效应;最后,提出结构状态指数,并结合均值控制图预警分析该结构。结果表明:该监测系统能够实时采集监测数据,掌握砌体结构的健康状况,并对其结构损伤做出预警;根据监测结果,裂缝宽度和窗台相对位移的变化范围分别为[0.746,4.391]和[1.282,5.690]mm,均处在安全范围之内。根据预警系统中均值控制图结果,该结构裂缝宽度和相对位移发展趋势均处于正常状态。

一种基于四层架构的桥梁健康监测系统Web端应用平台

作为一种新型桥梁管养信息化系统,桥梁健康监测系统可实现桥梁设施的自动化、智慧化运维管理。当前,桥梁健康监测系统存在监测数据分析处理不足、平台可视化水平较低、系统业务功能单一等问题,限制了非专业人士对系统平台的使用,也制约了系统的进一步推广应用。针对桥梁健康监测系统的现有问题,文字提出了一种基于Web端的桥梁健康监测应用平台。该平台基于四层架构打造,在数据处理、界面展示、功能扩展等方面具备显著优势,能够为桥梁管养运维工作提供直观可靠的信息化管理工具。

风力发电设备的结构健康监测与故障诊断

对风电设备的运行状况进行检测与故障诊断的技术进步、遭遇的难题及解决策略进行详细整理。详尽分析金风科技公司研发的直驱永磁风力发电机组和国电联合动力开发的故障诊断系统等典型案例,明显展示技术革新在降低运维成本、提高故障预测准确度上的显著效果。同时,揭示在极端条件下检测设施的信赖度、监测大型风电机组所面临的难题,以及提高故障判断技术精确度的迫切性等问题。在将来,依靠无人机巡查、深度算法研究、云服务技术等前沿科技的结合,将成为促进风电监控系统与故障检测方法进步的重要因素。本篇文章的目的在于为风电技术领域的技术进步和运维策略提供借鉴,进而推动风电产业的持续增长。

地铁运营结构健康监测预警系统研究

为提升地铁运营结构健康监测的数字化、精准化、科学化服务,设计和实现了基于SAAS架构的地铁运营结构健康监测预警系统。系统主要包括基本信息可视化展示、结构变形监测数据展示与分析、环境监测展示与分析、灾害点空间定位与展示、专家综合研判、风险预报与处置、监控数据展示等七大独立模块,实现三维空间数据可视化展示、实时数据监测分析、专家评估、预警预报及实时动态数据监控等功能,为地铁运营结构健康监测预警信息化管理提供行之有效的解决方案。

铁路客站管控平台与结构健康监测系统互联方案研究

随着铁路智能化技术的高速发展,为了解决客站内智能化系统融合的问题,有效提升客站管理效率,文章对铁路客站管控平台、结构健康监测系统进行研究,提出三种不同的系统互联方案,并对三种不同方式的互联方案从多角度进行分析、比选。

东昌高速公路赣江特大桥结构健康监测系统设计

文中结合东昌高速公路赣江特大桥结构特点,构建了结构健康监测系统,对桥梁结构开展了环境、作用、结构响应及视频监控等多类型监测指标的实时监测,以全面反映大桥的结构状况。同时,结合现行规范及有限元结构计算为各类监测指标明确了监测系统的告警阈值,为桥梁的管理和养护工作提供决策依据。

结构健康监测系统在地震作用下大跨度桥梁动力响应分析的应用

为研究结构健康监测系统在地震作用下大跨度桥梁动力响应分析的应用,依托国内某特大斜拉桥结构健康监测项目,基于结构振动监测模块的地震作用下桥梁的实测响应数据,分析了结构各关键截面上加速度时程曲线特征,借助互相关函数对比了地震作用前后结构固有频率的变化,并利用反应谱法计算了桥址处地震特征下的结构地震响应。结果表明:相比于结构主跨三向振动,墩顶横向振动对地震更为敏感,可作为结构健康监测工作中的主要报警参数;结构监测技术由于可以实时、准确的测量处地震来临时的真实结构响应,可为桥梁工程应急突发事件的分析打下坚实的数据基础。

基于物联网的桥隧结构健康监测系统

据统计,截至2020年年底,我国公路隧道21316处、2199.93万延米,增加2249处、303.27万延米,其中特长隧道1394处、623.55万延米,长隧道5541处、963.32万延米。公路桥梁数量达到91.28万座,较2019年增加3.45万座,2020年公路桥梁长度6628.55万延米,同比增长9.32%。近年来,我国公路桥梁、隧道建设事业飞速发展,特别是我国大跨径公路桥梁、长孔距公路隧道的建设进入了一个辉煌的时期,取得了举世瞩目的成就。桥梁、隧道作为公路的重要组成部分,其结构的运行安全直接关系到行车安全及公众的人身安全,结构损伤如果不能被及时发觉或维修,会缩短结构的使用寿命,甚至发生断裂、坍塌等严重事故,造成重大人员伤亡及经济损失,产生恶劣的社会影响。因此建立一套科学的桥梁、隧道健康监测系统,加强对桥梁、隧道的安全监测管理,对保障交通安全具有至关重要的作用。基于此,本文主要对长大桥梁、隧道结构健康监测系统进行分析探讨。

高铁站房结构健康监测系统设计

为了对服役期间高铁站房的安全状态进行及时评估和科学预警,设计并研发了一套高铁站房结构健康监测系统,包括传感器子模块、数据采集子模块、传输及处理子模块、数据管理子模块、安全评定与预警子模块及用户界面子模块。对各子系统的功能要求和实现方法进行分析,并详细阐述该系统的结构监测内容及测点布置。通过分析济南东客站站房结构关键构件的应变、应力、风荷载等相关数据,得到以下结论:济南东客站站房结构健康监测系统运行平稳,数据传输稳定;站房结构风速、振动加速度、拉索索力等均在合理阈值范围内,结构处于安全状态。实现了对结构状态的实时掌握,有助于保障济南东客站的安全运维,为以后站房结构健康监测系统的设计研发提供借鉴。