大跨桥梁安全监测的技术方法分析(1)(2)
2015-09-29 01:34
导读：GPS位移监测原理：大桥位移监测系统是采用卫星定位系统。它是利用接收导航卫星载波相位进行实时相位差分即 RTK技术（Real Time Kinematic），实时测定大桥
GPS位移监测原理：大桥位移监测系统是采用卫星定位系统。它是利用接收导航卫星载波相位进行实时相位差分即 RTK技术（Real Time Kinematic），实时测定大桥位移。原理见图1。
GPS RTK差分系统是由 GPS基准站、GPS监测站和通信系统组成。基准站将接收到的卫星差分信息经过光纤实时传递到监测站。监测站接收卫星信号及GPS基准站信息，进行实时差分后可实时测得站点的三维空间坐标。此结果将送到GPS监控中心。监控中心对接收机的GPS差分信号结果进行桥梁桥面、桥塔的位移、转角计算，提供大桥管理部门进行安全分析。
GPS监测大桥位移特点：
（l）由于GPS是接收卫星运行定位，所以大桥上各点只要能接收到6颗以上GPS卫星及基准站传来的GPS差分信号，即可进行GPS RTK差分定位。各监测站之间勿需通视，是相互独立的观测值。
（2）GPS定位受外界大气影响小，可以在暴风雨中进行监测。
（3）GPS测定位移自动化程度高。从接收信号，捕捉卫星，到完成RTK差分位移都可由仪器自动完成。所测三维坐标可自动存入监控中心服务器进行大桥安全性分析。
（4）GPS定位速度快、精度高。GPS RTK最快可达10～20Hi速率输出定位结果，定位精度平面为10mm，高程为20mm。
当然，GPS进行桥梁的实时监测也存在着不足，目前仅能对变形相对较大的位移进行监测，对于小位移还需进一步提高GPS的定位精度，但不排除GPS对其他大型结构的应用前景。
三、桥架空全监测的理论研究现状
传统检测手段可以对桥梁的外观及某些结构特性进行监测。检测的结果一般也能部分地反映结构当前状态，但是却难以全面反映桥梁的健康状况，尤其是难以对桥梁的安全储备以及退化的途径作出系统的评估。此外常规的检测技术也难以发现隐秘构件的损伤。目前得到普遍认同的一种最有前途的方法就是结合系统识别，振动理论，振动测试技术，信号采集与分析等跨学科技术的实验模态分析法。
在系统参数识别方面目前普遍采用两种方法：频域法和时域法。频域法利用所施加的激励和由此得到的响应，经过FFT分析得到频响函数，然后采用诸如多项式拟和的方法得到模态参数，由于可以采用多次平均来消除随机误差对频响函数的影响，采用频域识别方法的精度有一定的保证，不过该法存在以下缺点：①基于振型不偶联，因此，只能识别具有经典阻尼的结构的实模态。像大跨悬索桥这样的结构，具有明显的非经典阻尼性质。频域法应用受到限制。②需要经过FFT分析，由此带来了诸如泄漏等偏度误差对参数识别的影响。近来的环境脉动法可以无须知道激励而得到振型参数，又扩展了该法的应用范围[7,8]。70年代后期出现的时域识别方法，弥补了频域法的不足，可以用随机或自由响应数据来识别模态参数。它们不必进行FFT分析，从而消除了FFT分析所带来的误差。尤其是它还可以从未知随机激励的响应信号中得到随机减量特征，因此该方法成为能依据在线信号对系统进行识别的唯一方法。但也存在着一些缺陷：由于在参数识别时运用了所测信号的全部信息，而不是截取有效的频段，于是信号中包含的模态数目比较多，但由于实验测试环节及其他原因，使得其中的一些模态的信息并未被充分收集，以致只能将这些残缺的信息看作噪声，目前排除噪声的方法主要有扩阶识别和最小二乘法。当前利用ITD法对桥梁进行在线监测取得一定成果[9,10]综上所述，时域法和频域法均有自己的缺陷，应寻找一种综合时频的方法以提高识别精度，近来出现的小波变换可以综合时频，可探讨其在桥梁参数识别方面的应用。在结构损伤检测定位方面，目前可分为模型修正法和指纹分析法两类。
共2页: 1 [2] 下一页 论文出处(作者):
人造卫星定位系统在桥梁结构
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