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                          永利登录|【品质项目】采用微波干涉雷达和倾角仪的静动挠度测量技术在桥梁快速荷载试验中的应用研究

                          2020-03-23
                                技术进步和管理创新是永利登录生命力之所在,也是为客户创造价值的智慧之源。我们追求卓越,鼓励服务、技术、产品和管理等一切创新活动,持续追求项目的卓越品质。
                                品质工程的创建是交通强国、质量强国战略的必然要求,也是促进交通高质量发展的重要载体,作为行业一员,永利登录持续创新、追求卓越,致力于培育和打造代表各专业领域水平的品质项目,为行业的技术进步及工程品质提升作出应有贡献。

                          采用微波干涉雷达和倾角仪的静动挠度测量技术在桥梁快速荷载试验中的应用研究
                          项目概况
                                本项目为2016年江苏省交通运输科技与成果转化拟入库项目,2017年正式立项开展研究。集团作为第一承担单位,主要承担课题研究、工作组织与协调、试点工程的开展等工作。
                                该项目开发并应用的微波雷达设备可实现非接触、全天候的桥梁结构区域微变形精准测量,主要应用于桥梁快速荷载试验中的桥梁静动挠度远距离(2km)高精度(0.01mm)快速便捷测量。项目研究并集成的采用倾角仪的桥梁挠度测量技术主要应用于桥梁快速荷载试验中静动挠度的多点实时同步测量和桥梁监测系统中线形实时监测。
                          技术亮点与创新成果
                          (1)突破国外技术封锁,在国内首次开发了可用于桥梁微波精准测试的微波雷达设备。
                                经检定,测试微动分辨力为0.01mm,位移示值误差为0.003mm,性能指标与目前国际上最先进的IBIS-S系统相同,而价格不到其目前售价的1/2。
                          (2)提出了基于多参考点测值解耦的消除微波雷达基点运动的桥梁微动测试方法,解决了在役桥梁快速试验中高频微动测量瓶颈。
                                通过采用创新性的收发天线隔离技术,引入小波阀值去噪和频谱能量重心法信号处理技术,硬件与软件技术相结合,大幅提高了测频精度;提出了一种消除基点运动的微波雷达桥梁微动快速测试方法,有效消除了基点运动对测试结果的干扰,提高了测试精度。
                          (3)提出了倾角转挠度的修正辛普森法及一种误差可分配消除算法,可实现各测量不等间距情况下的计算分析,并开发了计算软件。
                                该算法收敛迅速,抗干扰能力强,精度较高;研究完成了面向准静态快速荷载试验的倾角仪挠度测量系统的集成开发,可实现无线布设、多点同步采集、数据可视化展示等功能。
                          ▲ 微波干涉雷达
                          ▲ 倾角仪
                          成果与影响
                                本项目申请并获得国家发明专利2项,实用新型专利1项,发表SCI论文4篇,相关研究成果已立项公路学会2019年团体标准2项。
                          ▲ 计算机软件著作权登记证书、发明专利证书
                                目前,本项目研究成果已应用于扬州北澄子河大桥、南通九圩港钢便桥、灌河大桥主桥、黄海路西大桥等大桥上的准静态快速荷载试验,所提出的位移测量方法广泛应用于近十座桥梁的结构健康监测系统线形监测子系统中,实时监测桥梁的线形变化,效果良好,能够实现桥梁静动挠度的快速便捷测量,工程应用精度达0.1mm以上,大大降低了桥梁检监测的成本,实现设备国产化,有望创造显著的经济效益,具有很好的研究成果产品化、工程全面应用前景。下阶段,将逐步推进该方法的标准化,向全省、全国行业内进行推广。
                          ▲ 研究成果的应用实践