关键词:
铁路桥梁健康监测
数据处理
模态参数识别
有限元模型修正
损伤识别
安全预警
状态评估
摘要:
为进一步推进大跨度铁路桥梁健康监测技术发展,保障桥梁运营安全,从国内铁路桥梁健康监测发展现状、健康监测数据处理、模态参数识别、有限元模型修正、损伤识别方法、结构安全预警及状态评估方法6个方面调研、梳理和分析了桥梁健康监测方面的研究现状和进展。综合分析表明:虽然大跨度铁路桥梁健康监测系统目前已具备完整的工作框架,并且部分问题在现有系统中有一定的解决方案,但由于桥梁所处环境因素复杂且监测数据量巨大,其效果有待提升;作为后续研究的基础,监测数据的处理极为重要,如何利用多源异构数据高效地自动处理数据是重点研究方向;在模态参数识别方面,如何准确识别低频、紧密型模态并自动剔除环境因素影响是目前研究的主要方向;在有限元模型修正方面,大跨铁路桥梁的有限元模型修正需要参数较多且非线性程度较高,基于神经网络的有限元模型修正方法较为适用,利用深度学习方法可以对有限元模型进行实时更新,为实时状态评估及结构安全预警研究奠定基础;在损伤识别方面,结合有限元模型与实测数据两者对桥梁进行损伤识别,利用不同层级的数据的结合识别桥梁损伤,从而提升结构损伤识别准确率,是目前桥梁损伤识别研究的主要发展方向;在结构安全预警方面,针对大跨度铁路桥梁预警系统的研究仍处于发展阶段初期,亟须建立一套完整的预警系统,预警阈值设定方式、异常情况预警准确度、如何判别异常情况的紧急程度、预警后采取何种措施等方面问题的解决是铁路桥梁预警系统的主要研究方向;在状态评估方法方面,铁路桥梁的状态评估缺乏统一标准,并且大多数状态评估只采用动力性能指标作为判断标准,针对铁路桥梁利用多源数据融合并与物理模型结合的方式制定合理的状态评估标准、建立评估体系是至关重要的。