混凝土桥梁应变的区间型预警阈值设定-西安建筑科技大学学报

合集下载

一种桥梁应变动态阈值的设置方法及安全预警方法与流程

一种桥梁应变动态阈值的设置方法及安全预警方法与流程1.引言桥梁工程是城市发展的重要组成部分，为确保桥梁的安全运行，对桥梁的结构健康监测至关重要。

桥梁的应变是衡量桥梁结构健康状况的重要指标之一。

本文介绍一种基于动态阈值的桥梁应变监测方法，旨在提高桥梁结构安全性及可靠性。

2.方法2.1数据采集为了实现对桥梁应变的监测，需要安装应变传感器，通过传感器采集桥梁应变数据。

在桥梁的关键位置布设应变传感器，如主梁、桥墩等位置。

传感器将采集到的数据传输给监测系统进行处理。

2.2应变数据处理获取到桥梁应变的原始数据后，需要进行数据处理以得到可用于分析的数据。

首先，对原始数据进行滤波处理，去除噪声干扰。

然后，通过应变数据分析算法提取出主要应变特征。

2.3动态阈值的设置方法传统的桥梁应变监测方法往往采用固定阈值进行安全评估，存在不够准确和及时的问题。

本文提出一种基于动态阈值的方法，通过算法实时计算得到动态阈值，能够更好地反映桥梁动态变化情况。

2.4安全预警方法与流程基于桥梁应变的动态阈值，可以实现桥梁的安全预警。

当实时监测数据超过设定的动态阈值时，系统将发出相应的预警信号，并采取相应的措施，如限制通行、加固维修等，以确保桥梁的安全运行。

3.实验与结果分析本文在某座实际桥梁上进行了监测实验，并对实验结果进行了分析。

通过与传统固定阈值方法的比较，实验结果表明，基于动态阈值的方法能够更准确地反映桥梁的变化情况，提高了桥梁的安全性。

4.结论本文介绍了一种基于动态阈值的桥梁应变监测方法，并阐述了其安全预警的方法与流程。

该方法能够更准确地评估桥梁的安全性，提高桥梁的结构健康状况。

未来的研究可以进一步完善该方法，应用于更多的实际桥梁工程中，以提高桥梁的安全可靠性。

以上就是关于一种桥梁应变动态阈值的设置方法及安全预警方法与流程的介绍，希望能为桥梁工程的安全保障提供一定的参考与帮助。

----------------------------------------------注：本文所创作内容仅用于展示M ar kd ow n书写样式，并非真实存在的文库文档。

高混凝土坝空间变形预警指标研究

高混凝土坝空间变形预警指标研究雷鹏①②③*, 常晓林②, 肖峰③, 张贵金①, 苏怀智④① 长沙理工大学水利工程学院, 长沙 410114; ② 武汉大学水利水电学院, 武汉 430072;③ 中国水电顾问集团中南勘测设计研究院, 长沙 410014; ④ 河海大学水利水电工程学院, 南京 210098 *E-mail:***************收稿日期: 2010-09-01; 接受日期: 2011-03-10国家自然科学基金(批准号: 50809025)、国家科技支撑计划课题(批准号: 2008B A B 29B 03)和湖南省教育厅基金(批准号: 09C087)资助项目摘要针对高混凝土坝空间变形预警能力的不足, 提出了能度量高混凝土坝整体变形性态关键词变形熵预警指标协同学大坝监测混凝土坝的合理表达式, 在此基础上, 拟定了空间场整体变形熵预警指标. 首先, 用概率法定义了各变形监测点的有序度和无序度. 然后, 用投影追踪法研究了各空间测点的权重分布. 之后, 根据空间场协同有序演变的特点, 应用各测点的有序度序列值和权重分布值, 构建了能描述混凝土坝整体有序性的空间场整体变形熵表达式. 最后, 根据计算得到的变形熵序列值, 应用小概率法计算了变形熵预警指标. 实例分析表明, 大坝整体变形熵的变化规律与环境量及挠曲线变化规律相吻合, 说明变形熵的表达式是合理的, 同时, 变形熵预警指标的拟定将有助于提高高混凝土坝的预警能力和安全管理水平. 变形是混凝土大坝的主要安全监测项目之一, 制定科学合理的混凝土大坝变形预警指标, 对准确识别险情、保障大坝安全具有重大的意义, 是实现大坝安全运行的关键[1]. 目前, 已有部分学者对大坝变形监控指标进行了研究[2~4], 但是其主要是针对“点” 变形安全监控指标的研究, 而缺少对空间(例如挠曲线、拱坝空间曲面)的整体变形监控指标的研究. 究其原因, 主要是难以找到能描述空间场整体变形性态的合理表达式. 然而, 随着西部大量高混凝土坝的建设, 传统的“点”变形监控指标已难以满足实际工程需要, 工程单位迫切需要从空间整体上掌握大坝的变形性态. 因此, 如何构建能度量大坝整体变形状态的合理表达式, 并拟定准确的空间场整体变形预警指标, 具有非常重要的现实意义.本文从协同学和信息熵的角度出发, 提出了能综合评价混凝土大坝空间场整体变形性态的变形熵表达式, 在此基础上, 应用小概率法对变形熵序列值进行分析, 并拟定变形熵的预警指标值.1 变形熵的构建众多研究发现: 在渐变过程中, 水工混凝土结构有明显的非线性自组织机制和多尺度耦合效应[5~8], 其宏观力学性质是内部不同尺度的物理量在协同合作的基础上对各种作用产生的具有自组织性反应的唯象表现. 然而, 受制于理论基础和计算手段的不足, 要精细描述系统多尺度协同演变过程, 目前尚难以实现. 虽然系统在不同尺度、不同层次上的演变方程英文版发表信息: Lei P, Chang X L , Xiao F, et al. Study on early warning index of spatial deformation for high concrete dam. Sci China Tech Sci, 2011, 54: 16071614, doi: 10.1007/s11431-011-4373-5中国科学: 技术科学 2011 年第 41 卷第 7 期不同, 但是, 能量却是一个能够贯穿不同尺度和层次的通用物理量[8]. 目前, 有学者从能量角度研究了系统的演变过程. 文献[9]基于闭口热力系可用能的概念, 探讨了熵的宏观物理意义. 文献[10]研究了混凝土坝渐进演变过程中的变形能变化规律和能量突变机理. 文献[11]研究了基于熵理论的水库多目标运行控制分析方法. 可见, 从能量的角度研究系统有序演变过程是一条有效途径.一个有序度. 大坝变形测值通常以向下游变形为正, 因此, 测点 i 的第 j 个测值的有序度μij 可定义如下:1) 变形偏向下游侧时, 单测点有序度为x ijμ = F ( x ) = ⎰ f (ς )d ς ,(1)ij ij i -∞变形偏向上游侧时, 单测点有序度为+∞2) μ = 1 - F ( x ) = ⎰ f (ς )d ς , (2)ij ij ix ij 其中 f i (ς )为第 i 点测值的概率密度函数; F (x )为 x 对应的概率分布.根据(1) 和(2) 式可知: 变形偏离初始状态越大,μij 越大, 表示有序度越高; 变形越接近初始状态时, μij 越小, 表示有序度越低.根据信息熵的定义[12, 13], 测值 x ij 的变形熵可以定义为1.1 大坝变形熵的层次结构根据协同学的相关原理, 如果将高混凝土大坝变形测点作为系统分析的特征点, 则大坝整体变形性态将由所有特征点的演变方程来表示. 本文以熵的构造型式对大坝整体变形性态进行定量描述, 并命名为“变形熵”. 变形熵是融合各种因素影响后的综合量, 可用于描述结构整体变形的有序度, 其层次结构见图 1 所示.S j=- ⎡⎣μ ln μ + (1 - μ ) l n(1 - μ )⎤⎦ i ij ij ij ij 2= -∑ μ kln μ k,(3)ij ij 1.2 变形熵的计算 1.2.1 单测点变形熵在计算单测点变形熵之前,k =1 其中 μ1 = μ , μ 2= 1 - μ , 分别代表测点有序度值和 ij ij ij 无序度值.ij 首先引入一个无量显然, 由(1)和(2)式可知: 0 < μ1 < 1 , 0 < μ 2< 1 . 纲的标准化值——单测点有序度指标μ, 该指标衡量的是单个测点的变形有序度. 对于运行多年的混凝土大坝, 经过各种荷载组合的考验, 坝体变形可视为一个概率事件[1]. 根据监控指标计算的小概率方法可知, 变形值重现的概率越小, 大坝越危险, 因此, 测点变形值的出现概率能代表大坝变形的安全程度, 可作为衡量变形有序性的重要指标, 基于这一思想, 本文利用概率法确定单测点的变形有序度.对每个测点每次监测得到的测值, 均可以定义ij ij 同时, μ1+ μ 2= 1, 即表示有序度与无序度之和为定ij ij 值 1, 有序度增大, 无序度减小, 反之亦然.1.2.2 关联权重熵整体变形熵层次图具有两个层次, 分别是位于顶端的整体变形熵和位于底层的单测点变形熵. 各测点之间相互关联、相互影响, 并共同影响整体变形熵的演变.图 1 空间场变形熵的结构993雷鹏等: 高混凝土坝空间变形预警指标研究 1) 权重熵.设所有测点的权重分布为{ωi | i = 1, 2, , n } (其中 m∑ p j ) = 1,2 ( (7)j =1n 为测点总数), 显然ωi 满足非负性条件, 即ωi ≥ 0; n同0.5n 其中 S = ⎡∑ (G (i ) - g (i ))2 /(n - 1)⎤为投影值的散开 G ⎢ = ⎥ 时, 权重指标满足归一化条件, 即 ∑ωi i =1则所有测点的权重分布熵为nS ω = -∑ωi ln ωi .= 1.⎣ i 1 ⎦n n度; Q G = ∑∑ (R - r ij ) ⋅ f (R - r ij ) 为投影指标函数, 表i =1 j =1示沿 P 方向的一维数据点局部密度; g (i ) 为序列 (4)i =1 {G (i ), i = 1, 2, , n } 的平均值; R 为局部密度的窗口半从各测点的贡献度来看, 对整体变形熵的影响较大的测点, 其权重较大. 由协同学原理可知, 协同演变方程中包括稳定模态和非稳定模态, 结构演变主要取决于非稳定模, 即: 当大坝空间变形场整体变形状态处于临界相变状态时, 并不是空间场的所有点都能主导大坝变形的有序演进, 只有其中的非稳径 , 本文取为 0.1 S ; r 为投影值之间的距离 , G ij =| G (i ) - G ( j ) |; f (t )为单位阶越函数, 当 t ≥0 时, 其 r ij 值为 1, 当 t <0 时, 函数值 0.将上面求得的最佳投影方向 P *代入(5)式, 可得到样本点的投影值, 然后, 对其进行归一化, 可得各变形测点的权重值, 即定模态才在系统有序演进中扮演重要角色, 的模态对系统的有序演进影响较小.2) 基于投影追踪的权重优化.而稳定 G * (i )w i =, (i = 1, 2, , n ),(8)n ∑ G * ( j )由于权重可看作不同模态的测点对整体系统演进的贡献度, 因此, 权重计算在变形熵分析中占有非常重要的作用. 本文应用投影追踪分析法(projection pursuit analysis, 简称 PPA)[14~16]挖掘大坝空间变形场数据中蕴含的信息, 以确定空间各测点的权重分布.PPA 是一种高维数据分析方法, 其通过将高维监测数据投影到低维空间, 可发现数据在投影空间中的结构或特征, 并根据数据整体的散布程度和局部凝聚程度来分析各评价指标的权重. PPA 法主要目的就是: 对数据进行降维处理, 将 m 维规格化后的大坝变形序列值 { y ij | i = 1~ n ; j = 1 ~ m } 综合成以 P 为投影方向的一维综合投影值 G (i ):mj =1其中 G *(i )为第 i 项评估指标的最优投影值; w 为第 ii 个评估指标权重.1.2.3 多测点整体变形熵根据(1)~(4)式, 分别计算得到所有测点的有序度序列{μ1 } 、无序度序列{μ 2 } 、变形熵序列{j } S i 以 ij ij 及空间场的权重分布熵. 根据上述成果, 以下将推导空间场多测点整体变形熵公式.将各测点有序度和权重综合考虑, 则第 i 个测点有序度对整体变形熵的贡献度为 ω μ1 , 其无序度对 i ij 整体变形熵的贡献度为 ω μ 2 . 根据广义信息熵的定 i ij整体变形场有序熵指标计算如下:n 2G (i ) = ∑ p j y ij ,(i = 1, 2, , n ) ,j =1(5)义[12, 13], ∑∑ 其中 P 取为单位长宽向量, P = { p 1 , p 2 , , p m }.在大坝变形的规格化样本集给定时, 投影方向 P 决定了投影指标函数 Q (P )的形式, 即投影指标函数 Q (P )仅随着投影方向 P 的改变而改变, 因此, 可以通过求解投影指标函数最大化问题来估计其最佳投影方向, 即jkkS =- ω μij ln(ωi μij ),(9)i i =1 k =1将(9)式进行分解, 则有n 2S = -∑∑ωi μij (ln ωi + ln μij )jkki =1 k =1n 2n 2∑∑ i iji ∑∑ i ij ij =- ω μ kln ω ω μ k ln μ k,- (10)Max : H ( p ) = S G ⋅ Q G .投影方向 P 必须满足如下约束条件:(6)i =1 k =1i =1 k =1同时, (10)式中两项可以分别进行简化, 则有994中国科学: 技术科学 2011 年第 41 卷第 7 期n 2一旦最优拟合分布函数确定, 即可利用(16)式确 ∑∑ i ij i - ω μ k lnω 定空间变形熵指标 S . 其流程见图 2 所示.i =1 k =1nm S m 表示失效概率α 下的预警指标值. 通过比较变形熵和预警指标值, 可判别大坝安全性态. 如果变形熵值小于或等于预警指标 S m , 则应引起注意, 查找原因, 加强监测, 并分析其他监测项目是否有异常.在预警指标计算中, 尚需要选择合适的失效概率α . α 的取值需要综合考虑工程等级、工程规模等诸多因素. 同时, 根据大坝风险管理的需要, 可考虑由大至小设置若干个置信度α 值: α1, α2, , αn (α1>α2> >αn ), 由此分别计算相应的变形熵预警指标S m , S m , , S m , 从而实现对大坝整体变形的多级预警. 1 2 n2∑ i ∑ ij =- ω ln ω μ ki i =1 k =1n= -∑ωi ln ωi i =1(11)= S j ,ω n 2-∑∑ω μ k ln μ ki ij iji =1 k =1n2= -∑ω ∑ μ k ln μ k i ij ij i =1 k =1n= ∑ω S j.(12)i i i =1 将(11)和(12)式代入(10)式, 如下表达式:则整体变形熵可化简为 3 实例分析3.1 工程概况下面将以某重力拱坝为例进行实例分析. 该水利枢纽由主坝、两岸重力墩、两岸重力副坝、混凝土重力拱坝、泄水建筑物、引水建筑物和水电站厂房等组成. 最大坝高 178 m, 最大底宽 80 m, 坝顶高程 2610 m. 水库校核洪水位 2607 m, 正常水位 2600 m,nS j=S j+ ω S j ,ω∑ i i (13)i =1由(13)式可知, 整体变形熵包含两项, 分别是权重分n∑ 布熵 S j和各测点变形熵的加权平均值 ω S j. ωii i =1死水位 2560 m, 极限死水位 2530 m. 正常高水位下变形监测布置 2 变形熵预警指标根据混凝土坝实测资料, 应用(13)式对每测次监测数据进行变换, 进而得到变形熵的监测序列值{S i }. 结合大坝的具体情况, 选择每年最不利荷载组合时的变形熵(S mi ). 显然, S mi 为随机变量, 由监测系列可得到一个子样数为 N 的样本空间:库容 247 亿 m 3, 见图 3. 有效库容 193.5 亿 m 3. X = {S m 1 , S m 2 , , S mn }.(14)然后用小子样统计检验方法(如 A-D 法、K-S 法等)对其进行分布检验, 确定其概率密度 f (x )的分布函数 F (X ).假设 S m 为变形熵的允许极值, 若当 S ≤ S m 时, 大坝将要出现异常或险情, 其失效概率为S mP ( S ≤ S m ) = P α = ⎰f ( x )d x . (15)-∞求出变形熵 S 分布后, 估计 S m 的主要问题是确定失效概率 P α (简称α). 根据概率α 和分布函数 f (x ), 可确定变形熵预警指标:S = F-1(S ,σ ,α ).(16)图 2 空间变形熵指标的计算流程图m S 995雷鹏等: 高混凝土坝空间变形预警指标研究图3 大坝变形监测布置图首先, 选择合适的测点. 测点的选择主要基于两点: ①测点所表征的变形场需具有典型代表性; ② 测点之间需存在较强的协同变形机制. 考虑到该坝为重力拱坝, 同时9#坝段位于河床部位, 本身也是大坝监控的重点部位, 同时由于梁和拱的效应使得该坝段的变形对大坝其他部位变形具有一定的表征作用. 因此, 本文选定9#坝段 5 个垂线监测点PL3-2, PL3-3, PL3-4, PL3-5 和PL3-6, 用上述5 个测点的变形监测资料计算变形熵及其预警值. 测点PL3-2~PL3-6 分别布置在2497, 2530, 2560, 2585 和2600 m 高程. 各测点从1986 年10 月22 日始测, 本次分析的资料序列为1986 年10 月至1999 年12 月. 测点权重时, 分别计算测点PL3-2~PL3-6 在1~3 月份、4~6 月份、7~9 月份和10~12 月份的权重分布值,其计算结果见表1 所示. 由(13)式计算9#坝段挠曲线的空间场变形熵, 并得到变形熵过程线, 见图4 所示.3.3 空间变形熵的变化规律分析下面结合环境量过程线对挠曲线空间变形熵的变化规律进行分析. 环境量变化过程线见图5~7.由环境量和挠曲线变形熵过程线可以看出以下两点.①空间变形熵受温度影响非常显著, 一般每年的7~9 月, 坝体变形熵较小, 这是因为每年7~9 月气温最高, 而水位一般较小, 坝体向上游变形较大. 例如: 为排除水位影响, 取水位变化规律基本相同的1995 年~1997 年, 考察每年气温较高的7~9 月, 可看出在此时间段内, 变形熵值普遍较小, 并出现年最小3.2 空间场变形熵的计算大坝变形主要受水位和温度变化影响, 而库水位和温度一般呈周期性变化, 因此, 为了区分环境量的季节性影响, 本文在采用PPA 投影追踪法计算各值, 说明大坝倾向上游的变形较大, 显然这与各测点表1 挠曲线测点权重值Date PL3-2 PL3-3 PL3-4 PL3-5 PL3-6Jan. to Mar. Apr. to Jun. Jul. to Sep. Oct. to Dec.0.0510.1080.0600.0930.1890.1310.1810.1070.2310.1680.1930.2320.2490.2120.2410.2530.2800.3810.3250.315996中国科学: 技术科学2011 年第41 卷第7 期图4 9#坝段挠曲线径向变形熵过程线图6 下游水位过程线图7 气温过程线图5 上游水位过程线径向位移变化过程线的变化规律是一致的.②空间变形熵值受水位影响也比较显著.情将难以在短时间内将水位下降到安全高程, 由此引起的后果将不堪设想. 因此, 本文根据险情不同,设置两个预警等级: α1=5%时, 一级预警, 主要用于同样分析1995 年~1997 年, 上游库水位一直保持较低水位, 9#坝段垂线各测点向上游变形较大, 坝体整体向上游变形的趋势非常明显, 而在1995 年~1997 年三年期间, 平均变形熵值较小, 这与坝体整体向上游变形较大的规律一致. 因此, 变形熵的变化规律与挠曲线显示的坝体变形规律是一致的.3.4 变形熵预警指标的计算早期险情的甄别和处理; α=1%时, 二级预警, 主要2用于重大险情的发现和紧急避险.对表2 和3 中的统计序列值进行分布检验和参数估计. 经计算, 得到表2 和3 的最优分布均为正态分布, 其中, 表2 中变形熵序列值的均值和标准差分别为1.9092, 0.2053, 表3 中变形熵序列值的均值和标准差分别为1.9044, 0.1585. 用(16)式分别计算α1和α2所对应的变形熵预警值, 计算结果见表4.表4 中的变形熵预警值可作为监控大坝整体变形性态的依据. 根据表2~4 和图4~7, 对大坝整体变形性态进行判别.选取9#坝段每年挠曲线变形熵的最小值, 用小概率法计算变形熵预警指标. 变形熵预警指标采用自编的Fortran 程序JK.FOR 进行计算. 表2 是偏向上游的变形熵年最小值统计表, 表3 是偏向下游的变形熵年最小值统计表.考虑到该工程坝体高、库容大, 一旦遭遇重大险1) α=5%时, 下游向变形熵出现一次超标值(出表2 偏向上游的变形熵年最小值Year 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 Minimum 1.9842 2.0835 2.1611 1.9488 1.9619 2.1256 2.1043 1.6012 1.6365 1.6416 1.7265 1.9352表3 偏向下游的变形熵年最小值Year 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 Minimum 1.9866 1.6849 1.6429 1.8700 1.9714 1.8145 1.7542 2.1378 2.0205 1.9516 2.1200 1.8986997雷鹏等: 高混凝土坝空间变形预警指标研究表4 变形熵临界值两级, 这样划分旨在对本文所提出的方法进行验证,不代表该划分方法最符合该坝的实际情况. 对于不同的工程而言, α 的取值和预警等级的划分尚没有统一的标准, 必须充分考虑工程背景, 并进行详细论证.4) 变形熵适合于整体变形的监控, “点”监控适合于局部部位的监控, 按照整体重于局部的原则, 变形熵预警指标的重要性和层级应高于“点”变形预警指标. 同时, 整体变形熵指标和“点”监控指标还需要相互协作与印证, 比如在遇到监控“疑点”时, 可参考变形、渗流、裂缝等“点”监控资料和预警指标进行印证和判别, 以构建更合理、更高效的大坝预警体系.Failure probabilityDirectionα =5% α =1%UpstreamDownstream1.5715 1.6437 1.4309 1.5351现在 1990 年 2 月, 变形熵 S =1.6429). 超标的主要原因有三点: ① 环境量的影响, 在 1990 年 1~2 月时段内, 库水位接近历史最高水位, 而同期气温较低, 低温高水位造成下游向整体变形较大; ② 水库蓄水影响, 该大坝水库从 1986 年 10 月开始蓄水, 至 1989 年底和 1990 年初接近历史最高水位, 由于首次蓄水过程中结构内部的挤压密实作用, 大坝产生了较大的整体变形; ③ 施工因素影响, 在 1990 年 8 月 20 日以前大坝封拱高程约为 2580 m, 左岸重力墩尚未修建 , 使坝体处于较为复杂的受力状态 , 从而使 2580 m 以上高程坝体产生较大的变形. 由以上三点可以看出, 此次变形熵超标具有一定的特殊性, 特别是蓄水和施工因素的影响. 随着首次蓄水的完成和左岸重力墩的修建, 自 1990 年后, 大坝变形熵均在预警指标控制范围之内, 说明此后的大坝整体变形处于安全状态.2) α=1%时, 上游向和下游向的变形熵均满足 S > S m , 说明大坝没有遭遇影响结构安全的重大险情.4 小结本文从结构有序演变的角度出发, 构建了能度量高混凝土坝变形场整体有序度的变形熵表达式, 并提出了变形熵预警指标的拟定方法. 根据这一方法, 对某重力拱坝 9#坝段变形场进行了分析, 结果表明, 变形熵的变化规律与环境量和挠曲线的变化规律一致, 进一步验证了该方法的合理性. 变形熵预警指标可用于高混凝土坝整体变形监控, 为判别高混凝土坝整体变形性态提供了新的方法和手段.但由于工程问题的复杂性, 某些地方还需要进一步研究和完善: ① 本文提出的变形熵预警指标拟定方法主要是基于概率统计法, 尚没有定量联系结构的力学控制标准, 如何将变形熵预警指标与结构的受力状态联系起来, 使该指标能更真实地反映结构实际状况, 这方面还需要深入研究; ② 变形熵的权重分布用全动态函数进行描述更符合实际情况, 本文提出的权重计算方法, 是只考虑了季节影响的半动态方法, 得到的权重只是各测点在不同季节的平均权重, 这与动态权重尚有一定差别, 这方面还需要进一步完善.3.5 讨论对比变形和变形熵的不同之处, 并结合实例分析中的相关问题, 进行如下说明和探讨.1) 变形是一个有量纲的矢量, 而变形熵是一个无量纲的标量;2) 根据熵变原理, 变形熵越小, 表示大坝的整体变形的有序度越大, 结构越偏于危险, 这说明变形熵预警指标是一个最小允许值, 而变形监控指标是一个最大允许值;3) 实例分析中将 9# 坝段变形熵预警等级分成参考文献1 吴中如. 水工建筑物安全监控理论及其应用. 北京: 高等教育出版社, 20032 吴中如, 赵斌, 顾冲时. 混凝土坝变形监控指标的理论及其应用. 大坝观测与土工测试, 1997, 21(3): 1–43 顾冲时, 吴中如, 阳武. 用结构分析法拟定混凝土坝变形三级监控指标. 河海大学学报(自然科学版), 2000, 28(5): 7–104 谷艳昌, 王士军. 水库大坝结构失稳突发事件预警阈值研究. 水利学报, 2009, 40(12): 1467–14725 许传华, 任青文, 李瑞. 围岩稳定的熵突变理论研究. 岩石力学与工程学报, 2004, 23(12): 1992–1995998中国科学: 技术科学2011 年第41 卷第7 期6 7 8 9101112 秦四清. 初论岩体失稳过程中耗散结构的形成机制. 岩石力学与工程学报, 2000, 19(3): 265–269Yu L K. Criteria of self-organization. Chaos Solitons & Fractals, 1995, 5(10): 1985–2002 何国威, 夏蒙棼. 多尺度耦合现象: 挑战和机遇. 自然科学进展, 2004, 14(2): 121–124 吴晶,过增元. 熵的宏观物理意义的探索. 中国科学: 技术科学, 2010, 40(9): 1037–1043 杜华冬. 水工结构整体安全性评价的变形能方法. 南京: 河海大学, 2005畅建霞, 黄强, 王义民, 等. 黄河流域水库群多目标运行控制协同方法研究. 中国科学: 技术科学, 2004, 34(S1): 175–184Renat M Y, Natalya A E, Fail M G. Dynamical Shannon entropy and information Tsallis entropy in complex systems. Physica A, 2004, 3(94): 649–676Simoes L, Templeman A. Entropy-based synthesis of pretensioned cable net structures. Eng Optim, 1989, 15(2): 98–104赵小勇. 投影寻踪模型及其在水土资源中的应用. 博士学位论文. 哈尔滨: 东北农业大学, 2006Wang S, Yang S L, Ma X J. On grey relation projection model based on projection pursuit. Eng Sci, 2008, 6(4): 49–52Sachin K, Vasilis S, Michael P. Health assessment of electronic products using mahalanobis distance and projection pursuit analysis. Int J Compu t Inf Sci Eng, 2010, 4(4): 85–9213141516999。

基于应变监测数据的时变预警阈值设定

基于应变监测数据的时变预警阈值设定
郑锦仰
【期刊名称】《福建建材》
【年(卷),期】2022()4
【摘要】应变是桥梁健康监测中判别桥梁结构可靠性的重要指标之一,但在实际工程中,应变数据会受到温度作用的影响而产生较大的偏移,而传统方法中的固定预警阈值则无法对该偏移量做出实时反应,进而造成预警误报。

基于应变监测数据的归零特性,利用滑动平均法将温度效应分离,结合固定预警阈值,实现了时变预警阈值的设定,并利用一座3×28m预应力混凝土简支T梁桥的应变监测信号对该方法进行了验证。

【总页数】3页(P36-38)
【作者】郑锦仰
【作者单位】福建省建筑科学研究院有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】U44
【相关文献】
1.混凝土桥梁应变的区间型预警阈值设定
2.基于滑动时步和预警阈值的双参数地音预警模型研究
3.混凝土梁桥应变监测分级预警阈值设定研究
4.T型刚构桥竖向位移监测多级预警阈值设定
5.基于关键阈值设定的危险性较大的分部分项工程方案预警系统设计与实现
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于模态柔度矩阵变化指标的结构损伤预警方法

１０５０
东南大学学报（自然科学版）第３９卷在计算柔度矩阵时，所涉及的低阶模态振型理论上必须是在结构全部自由度上的位移振型，但实在实际观测测自由度往往也存在着不完备的问题．中，观测仪器受各种条件的限制一般只能布置在结构有限的自由度上，造成实测自由度通常远远小于结构模型的自由度．若结构自由度总数为Ｎ，则式（２）中的柔度矩阵应为Ｎ×Ｎ阶，其振型 φ 也应该为Ｎ个自由度上ｉ的位移．设实测自由度为Ｓ，并将结构全部Ｎ个自个测量自由度和Ｃ个忽略自由度，则由度划分为Ｓ第ｉ阶振型可写为 φ ｉ＝
２
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｄａｍａｇｅｐｒｅｗａｒｎｉｎｇｉｎｄｅｘＦｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙｍａｔｒｉｘｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏＩｉｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄＤＯＦ（ｄｅｇｒｅｅｏｆｆｒｅｅｄｏｍ）ａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｔｈａｔｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｄａｍａｇｅ．Ｔｈｅｓｔｅｐｓｆｏｒｄａｍａｇｅｐｒｅｗａｒｎｉｎｇｏｒａｂｎｏｒｍａｌｉｔｙｄｅｔｅｃｔｉｏｎｕｓｉｎｇｔｈｅｉｎｄｅｘａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｄａｍａｇｅｐｒｅｗａｒｎｉｎｇｉｎｄｅｘｉｓａｎａｌｙｚｅｄｆｏｒｔｈｅｃａｓｅｗｉｔｈａｎｄｗｉｔｈｏｕｔｎｏｉｓｅ．ＴｈｅｄａｍａｇｅａｌａｒｍｉｎｇｔｈｒｅｓｈｏｌｄｏｆｔｈｅｉｎｄｅｘｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｍｅａｓｕｒｅｄｍｏｄａｌｄａｔａｆｒｏｍｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｈｅａｌｔｈｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆＦＥＭ（ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ）ｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓ．ＴｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｔｈｅｃａｂｌｅｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅｏｆｔｈｅＲｕｎｙａｎｇＹａｎｇｔｓｅＲｉｖｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｄａｍａｇｅｅｘｔｅｎｔｏｆｃａｅｒＢｒｉｄｇｅｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｍａｇｎｉｔｕｄｅｏｆｉｎｄｅｘＦＩｂｌｅｏｒｇｉｒｄｅｒａｎｄｉｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｄａｍａｇｅａｌａｒｍｉｎｇｔｈｒｅｓｈｏｌｄ，ｎｏｍａｔｔｅｒｗｈｅｔｈｅｒｔｈｅｒｅｉｓｏｒｉｓｎｏｔｎｏｉｓｅ．Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｏｃｅｄｕｒｅｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｔｈｅｍａｇｎｉｔｕｄｅａｎｄｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｎｄｅｘＦａｎｂｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｎｄｏｂｓｅｒｖｅｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙａｎｄｐｅｒｅｎｎｉａｌｌｙｂｙｍｅａｓｕｒｅｄｄａｔａ，ａｎｄＩｃｔｈｅａｌａｒｍｓｉｇｎａｌｉｓｇｉｖｅｎｉｆｔｈｅｖａｌｕｅｏｆＦｘｃｅｅｄｓｔｈｅｄａｍａｇｅａｌａｒｍｉｎｇｔｈｒｅｓｈｏｌｄ．ＩｅＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｏｄａｌｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ；ｄａｍａｇｅｐｒｅｗａｒｎｉｎｇｉｎｄｅｘ；ｃａｂｌｅｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅ；ｃａｂｌｅｄａｍａｇｅ；ｇｉｒｄｅｒｄａｍａｇｅ工程结构在使用过程中，在外界环境、荷载、疲劳、腐蚀以及材料老化等诸多因素的长期作用下，不可避免地容易产生损伤，而且损伤会随着时间的推移而不断累积，导致损伤部位的增加以及损伤程

桥梁健康监测系统预警阈值设定及分级预警宋宏旭

桥梁健康监测系统预警阈值设定及分级预警宋宏旭发布时间：2021-09-13T04:27:51.417Z 来源：《防护工程》2021年16期作者：宋宏旭胡林洲[导读] 随着我国桥梁建设事业的迅猛发展，尤其是西部山区，由于地形因素的影响，导致路网中桥隧比很高，我们在注重发展建设的同时，更要确保桥梁的运营安全，保障人民的生命财产安全，于此，桥梁健康监测系统应运而生。

本文通过一工程实例，介绍桥梁预警阈值的计算方法以及桥梁安全的分级预警方法。

宋宏旭胡林洲贵州宏信创达工程检测咨询有限公司贵州省贵阳市 550000摘要：随着我国桥梁建设事业的迅猛发展，尤其是西部山区，由于地形因素的影响，导致路网中桥隧比很高，我们在注重发展建设的同时，更要确保桥梁的运营安全，保障人民的生命财产安全，于此，桥梁健康监测系统应运而生。

本文通过一工程实例，介绍桥梁预警阈值的计算方法以及桥梁安全的分级预警方法。

关键词：桥梁工程，健康监测，预警阈值，分级预警一、引言近年来已建桥梁在运营过程中发生特大安全事故的案例屡见不鲜，已建桥梁安全状态的监控已经成为不可或缺的一项工作。

为了保障桥梁工程，尤其是大跨径桥梁的安全运营，国内很多桥梁都安装了健康监测系统，实时获取桥梁的“健康指标”数据。

其中自动预警与安全评估功能是桥梁健康监测系统的核心功能。

安全预警是安全评估的基础，安全评估是安全预警乃至整个桥梁运营管理过程的目的。

二、工程背景（一）桥梁概况本文通过一工程实例，介绍桥梁预警阈值的计算方法以及桥梁安全的分级预警方法。

国内某一座三跨混凝土连续梁桥，上部结构采用（85+152+85）m预应力混凝土现浇箱梁桥，桥面宽13.0m。

（二）监测系统设计本项目健康监测系统主要通过三个方面，即荷载监测、环境监测以及桥梁响应监测方面，对桥梁健康状况进行实时监控。

1.荷载监测本桥在桥头处安装一套车辆动态称重系统，可实时监控并记录通过的车辆数量，以及每辆车的关键参数。

城市生命线安全监测系统

电梯安全运行监测专项
维保监督管理：通过建立电梯维保数字化档案，实现电梯维保全过程跟踪，提升电梯维保效率，保证电梯的维保质量。开放用户及物业单位监督渠道，融入社会监督力量。
安全运行监测：通过监测电梯各项运行指标（开关门状态、运行速度、平行情况、是否超载）的实时状态，及时发现电梯异常状况，进行故障预警。
智能辅助分析：析模型预测可能发生泄漏的管道位置，判断泄漏可能扩散区域的及爆炸造成的危害范围
应急辅助决策：根据管网周边重点防护目标分布、人车流分布分析人员伤亡、建筑倒塌情况，预测管线次生衍生灾害，为事故应急提供辅助支撑
泄漏溯源分析
泄漏扩散分析
部门业务、数据整合、系统建设与运行的标准规范
标准规范体系
桥梁安全运行监测专项
实时动态监测：通过监测桥梁结构动、静态、外部环境指标（形变、位移、沉降、偏移、疲劳、模态特性等），实时把控桥梁安全状况，一旦监测数据超过设置阈值，系统自动响应报警
桥梁健康常态化评估：将1-2年一次的阶段化评估转为每天早晚2次常态化评估，及时清晰的判断桥梁运行老化速度，结构弹性情况，不均匀沉降等信息，给桥梁的运行和养护提供科学支撑，确保桥梁疾病“早发现，早处置”
城市风险分布
建设内容
【1】城市安全运行监测中心
【1】城市安全运行监测一张网【2】城市安全综合监测一张图
【1】城市安全大数据【2】信息安全保障系统【3】标准规范体系
【1】轨道交通专项【2】城市桥梁专项【3】燃气管网专项
【4】供水管网专项【5】排水管网专项【6】综合管廊专项
【7】热力专项【8】电梯专项
桥梁-五座试点桥梁
2.5km燃气管网：
统筹规划分步实施重点先行突出实效

桥梁健康监测中地震动加速度阈值设置标准

桥梁健康监测中地震动加速度阈值设置标准下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!桥梁健康监测中地震动加速度阈值设置标准摘要地震是世界各地桥梁所面临的一项重要挑战。

公路桥梁冲击系数研究综述

公路桥梁冲击系数研究综述作者系长安大学在役桥梁研究中心-结构智能检测技术研究所周勇军、赵煜教授在役桥梁研究中心简介：本中心旨在搭建研究平台,开展桥梁检测评估方法、桥梁荷载试验理论、在役桥梁损伤分析、结构安全性静动态评价、混凝土桥梁损伤评估、混凝土桥梁耐久性分析与设计、桥梁承载力分析预测、时变可靠度分析预测、桥梁加固理论及工程实践、桥梁智能检测技术及设备研发等方面的研究,推动在役桥梁结构安全评估研究的发展。

中心现有科研人员18人,其中教授8人,副教授、高级工程师8人。

主持和参与《桥梁荷载试验规程》( JTGT J2101-2015)、《公路桥梁加固设计规范 JTG/TJ22-2008》、《公路桥梁承载能力检测评定规程》( JTG/T J21-2011)、《公路桥梁施工监控技术规范》(征求意见稿)等一系列公路桥梁检测、评估、监测及试验方面的规范和规程。

引言汽车以一定的速度在桥梁上行驶时，桥梁产生的应力与变形效应比大小相等的静载引起的效应要大一些，这种由于荷载的动力作用使桥梁发生振动而造成内力或变形增大的现象称为汽车荷载冲击作用。

汽车荷载的这种冲击力一般用汽车荷载标准值乘以冲击系数来表示。

当车辆行驶的振动频率与桥跨结构的竖向自振频率接近时，形成共振，此时，汽车荷载冲击力效应比静态效应大许多。

虽然针对冲击系数的研究开展得较早，但由于影响公路桥梁冲击系数的因素很多，公路桥梁结构体系极为复杂，公路桥梁冲击系数仍然是近些年来的研究热点之一。

1 冲击系数的计算方法目前冲击系数主要有三种计算方法：定义法，规范法和试验分析法。

1.1 定义法汽车引起的冲击系数为[1]：（1）式中：为当汽车荷载过桥时截面动态效应（挠度或应变）的最大峰值；为同一汽车荷载静止作用于桥梁截面时所对应的最大静态效应（挠度或应变）值。

目前多数文献中的冲击系数理论值均采用该计算方法。

1.2 规范法公路桥梁设计时，汽车的冲击力采用汽车荷载标准值乘以冲击系数来表达。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

第!期
混凝土桥梁应变的区间型预警阈值设定 !!!!!! 马中军等 %
" # D
从而能处理混凝土离散性的影响 # 为应变的合理预警提供了一种新思 <分布来获取区间型的应变阈值 # 路1
表 "! 桥梁健康监测系统的主要设备
9 K1 %! M + .A : 0 + 6 :2 3K 5 + A :7 : > < 7S 2 . + < 2 5 + . R < : S C CR ]
桥梁名称
桥型
主要设备振动弦应变仪 $ 风速仪 $ 温度传感器 $ 动态地秤 $ 加速度计 $ 相对位移计 $ 阳极梯$ 电阻应变丝 # 共 %$ $ $ 个传感器静应变传感器 % 动应变传感器' 加速度传感器# 倾角计G #个# # 个# ! 个# 个# 温度传感器 % 位移计 % !个# $个应变片 ! 倾角计 G 个 # 加速度传感器 # 光纤位移传感器 % 个 # 位移 F个# $个# 拉索加速度传感器 # 计#个# !个超声风速仪 ! 个 $ 应变片 $ 倾角计和裂缝传感器 # 加速度传感器 % & %个$ G个 G 个风速仪 $ % % " 个温度传感器 $ % % $ 个应变传感器$ % D 个加速度传感器$ # 个位移传感器 $ 动态地秤 _ i ? 系统 $ 风速仪 $ 大气温度计 $ 结构温度计 $ 振弦式应变计 $ 加 _ i ? 系统 $ @M 索力仪 $ 速度传感器 1 主航道斜拉桥共布设传感器 # 颗珠山斜拉桥共布设传感 G G个# 器% % "个1 温度传感器 $ 应变传感器 $ 加速度传感器 $ 位移传感器$ 水平传感器$ 光纤传共% 感器 # G #个风速仪 $ 加速度传感器 F 应变传感器 D 温度传感器 ! _ i ?$ &个( #个( $个振弦式应变计 # 车速车轴仪 # 倾斜仪 # 位移传感器 # 加速度传感器# 腐蚀 _ i ?# 监测单元 # 焊接式电阻应变计温度传感器 $ 应变传感器 $ 加速度传感器 $ 光纤传感器$ 水 !台 _ i ?接收机$ 平传感器 $ 索力测试仪电阻应变片 $ 风速仪 $ 温度传感器 $ 应变片 $ 加速度传感器 # 共% G #个风速风向仪 $ 温度传感器 $ 车速车重记录仪$ 连通管位移监测系统$ 振 _ i ?$ 弦式和电阻式应变传感器光纤应变传感器 $ 温度传感器 $ 压电式轴重传感器 $ 加速度传感器 _ i ?$ 光纤光栅应变传感器 $ 温度传感器静应变传感器 % 动应变传感器 % 加速度传感 # #个# D "个# #维倾角计% $个# 器# F个光纤应变传感器 & "个应变片 % 加速度传感器 ! 个 $ 位移传感器 # 个 %个# 应变片 ! 个 # 加速度传感器 # 裂缝传感器 % 个 # 倾角计 # 个 $个# 风速仪 $ 温度传感器 $ 应变传感器 $ 加速度传感器 $ 位移传感器 $ 动 _ i ? 系统 $ 水平传感器 $ 摄像机态地秤 $ 应变传感器 $ 加速度传感器 $ 位移传感器 $ 锈蚀传感器$ 光纤传感器$ 倾 _ i ?$ 角计 1 各类传感器共 % # D %个风速计 D 个 # 温度传感器' 加速度传感器! 应变片' 位移传 &个# "个# '个# 感器 # 个 # 动态地秤 G 个 # _ i ?" 个光纤传 G ! 个应变传感器 $ ' 个加速度传感器 $ % ! 个位移传感器$ _ i ?系统$ 感器 1 % % 部索力测试仪温度传感器 $ 应变传感器 $ 加速度传感器 $ 位移传感器 $ 地震检波器 $ 风速仪 $ 动态地秤 1 共% " F 个传感器风速仪 $ 温度传感器 $ 加速度传感器$ 位移传感电阻应变片 % G个$ &台 _ i ?$ 器$ 湿度计风速仪 $ 加速度传感器 ' 应变传感器 G 温度传感器 # $个( $个( !个温度传感器 $ % " 个应变仪 $ G 台风速仪 $ D台 _ i ?定位系统位移计$ !个加速度计 $ 索力测试仪 ! 台地震仪 $
"
中图分类号 ! " 9/ F F D!!!! 文献标志码 4!!!! 文章编号 % % $ $ G H D F & $ # $ % & $ ! H $ " # G H $ D!
1
近年来 # 桥梁安全事故频发 1 例如 # 印尼一座 D # $ % %年% %月# # $S 长的悬索桥发生垮塌 ( # $ $ D年% % 月# 柬埔寨一座建于 % 巴基斯坦一座桥梁断塌( 美国 F # ' 年的大桥发生坍塌 ( # $ $ D年 F 月# # $ $ D 年 ' 月# 加拿大蒙特利尔附近的一座公路桥梁明尼苏达州一座位于密西西比河上的高速桥坍塌 ( # $ $ G 年 F 月# 发生垮塌 1 这些灾难性的事故造成了巨大的财产损失和人员伤亡 # 因此 # 如何监控在役桥梁的安全状态 $ 避免事故的出现 # 是当前研究的热点方向 1 目前在很多大型桥梁上都布设了健康监测系统 # 采用各种监测技术来获取结构的状态信息并加以这些系统中一般都包含有预警模块 # 预警的对象包括关键截面的位移 $ 应变! 应力" $ 索力$ 分析和处理 1 温度 $ 风速 $ 地震动加速度等等参数 1 模块中对这些参数设置阈值 # 监测数据如果出现超阈值的情况# 则发出预警信号 1 应变是其中一个重要的预警参数 # 因为它直接和结构材料的本构关系联系在一起 # 如果超过一定的限值 # 就对应着结构进入危险状态 1 现有的桥梁健康监测系统中一般都布置有应变传感器来采集应变信如表 % 所示 1 息#
第! "卷!第!期 # $ % &年'月
自然科学版 " 西安建筑科技大学学报! ! " ; < = 5 >? 6 + : . 6 :@ A + < + 2 . ( )* + , ./ . + 0 1 2 34 5 6 718 9 : 6 71
B 2 > 1 ! "!; 2 1 ! 4 = 1# $ % & C
混凝土桥梁应变的区间型预警阈值设定
# 马中军% 谈志诚# 张 ! 铟#
! 武汉理工大学 # 湖北武汉 ! 南阳理工学院 # 河南南阳 ! " %1 & $ $ D $( #1 D & $ $ !
摘!要在桥梁健康监测系统的预警模块中 # 如何设定合理的应变监测阈值还有待做进一步的研究 1 考虑混凝提出了一种针对混凝土桥梁的区间型应变阈值的设定方法 1 由于实际中一般难以获取大量土自身的离散性 # 的弹性模量数据样本 # 需要专门考虑对弹性模量代表值的小样本分析问题 1 为此 # 首先引入 <分布来对弹性模量的均值进行区间估计 # 以置信区间作为弹性模量的取值 1 然后分别以区间的两个端点值作为弹性模量的取对结构进行有限元分析 # 可得到各测点处应变的边界值 # 即可得到应变预警的区间型阈值1 数值模拟算例值# 基于区间型的应变阈值 # 可实现多级预警 # 确保桥梁安全 1 验证了方法的有效性 1 关键词混凝土 ( 应变 ( 区间 ( 阈值 ( <分布
% &* 在布置应变传感器的基础上 # 还需要考虑测点的合理布置问题 ) $ 原始数据的处理问题 $ 数据处理 % !* 系统的设计 ) 等问题才能真正建立起对应变的有效监测 1
有了有效的应变数据 # 还需要考虑阈值的合理设定问题 1 虽然材料的强度对应的有一个极限应变# 但显然不能直接以它作为阈值 # 那样缺乏必要的安全储备 # 不能真正达到预警的目的 1 合理的阈值应当做到让预警模块在适当的时候发出警示 # 既不会影响结构安全 # 又不会给管理方带来不必要的麻烦 1 目前在应变来进行阈值的设定 % ! 温度作用引起的 % " %" 利用以往的数据进行回归预测 ( ! " 汽车荷载引起的应变 % 按照最不利活载下的理论计算值并结合应变 % # 实际值综合考虑 1 然后将二者相加来确定出预警阀值 1 文献 ) * 采用结构在可变荷载作用下测试点的最 % G 不利正应力计算值 ! 基于有限元模型计算 " 来作为阈值的最大值 # 然后分级折减来设定多级预警 1 本文将针对混凝土桥梁 # 研究应变阈值的合理设定问题 1 混凝土的固有突出特征是材料参数 ! 强度 $ 弹性模量等 " 都具有离散性 # 这一性质显然会对应变的计算和测试带来直接影响 # 自然也直接影响到阈但现有方法都没有针对这一点进行专题研究 1 为此 # 本文将针对此问题 # 引入小样本分析中的值的设定 #
收稿日期 # $ % # H $ F H $ "!! 修改稿日期 # $ % & H $ D H # D " 基金项目国家自然科学基金 ! " ( 河南省科技攻关项目 ! " " $ F D ' % " % % # # % $ # # % $ % G " 作者简介马中军 ! " # 女# 河南南阳人 # 博士生 # 副教授 ( 主要从事桥梁损伤识别 $ 健康监测及评估等方面研究 1 % F D # H