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关注桥梁

发布时间:2017-05-02 19:11:17来源:未知点击:

作者:Jonathan Beard MOST公路和铁路桥梁只在视觉上进行检查,如果有的话每隔几个月,工程师就必须爬上结构,试图在桥梁出现明显损坏迹象之前发现问题新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室和德克萨斯A&M大学开发的技术可以用不断监测桥梁状况的微波传感器取代这些调查洛杉矶阿拉莫斯物理学家Albert Migliori说:“该设备使用微波来测量传感器和桥梁之间​​的距离,就像雷达一样” “桥上的任何负载 - 例如交通 - 都会引起位移,当桥梁上下移动时会改变该距离”通过监测这些运动几分钟,研究人员可以找出桥的共振方式其行为的变化可以提供损害的早期预警位于阿尔伯克基的格兰德河上的40号州际公路大桥为研究人员提供了一个难得的机会来测试他们的想法洛斯阿拉莫斯的工程师Chuck Farrar解释说:“新墨西哥当局决定将这座桥梁拆掉并更换它我们能够在其上安装仪器,在各种负载条件下进行测试,甚至在拆除之前造成损坏“在20世纪60年代和70年代,美国建造了2500座类似的桥梁它们有两根钢梁,支撑每个部分的负荷公路专家知道这种设计是“断裂关键”,因为任何一根梁的失效都会导致桥梁失效在桥下的地面上安装了微波炉后,洛斯阿拉莫斯团队在跨度的几个点安装了传统的加速度计来测量其运动然后他们测试了桥梁,同时交通咆哮穿过它,同时让它受到“振动器”的冲击,“振动器”将精确的冲击传递到道路上的特定点 “然后我们创造了损坏,我们希望能够模拟钢梁中可能出现的疲劳裂纹,”Farrar说他们首先在一个梁的中间切出一个约60厘米长的槽然后他们延长了切口,直到它到达梁的底部,最后他们切入了法兰 - 大梁的底部是“我”的形状根据桥梁共振的频率,对桥梁行为的初步粗略分析并未表明在法兰受损之前出现任何问题但后来数据被重新分析,算法考虑了结构模式形状的变化 - 结构在特定频率激发时所采用的形状这些更复杂的算法由德克萨斯A&M大学的Norris Stubbs开发,成功识别并定位了初始切割造成的损坏 “当任何结构振动时,能量就会分布在一起,一些点不会移动,而另一些则以不同的频率振动,”斯塔布斯说 “我的算法使用模式识别来检测这种能量分布的变化”美国宇航局已经使用斯塔布斯的方法来检查身体襟翼的行为,这些襟翼在降落后减缓了航天飞机的速度基于洛斯阿拉莫斯硬件的商业系统现已上市,配备Stubbs算法,来自Albuquerque的Quatro公司,售价约10万美元另一位与Migliori一起研究微波干涉仪的洛斯阿拉莫斯物理学家蒂姆达林说,作为电子产品变得更便宜,微波检测系统最终将应用于美国的大多数大型桥梁 “十年来,我希望在每座桥下安装一个电池或太阳能电源组件,每天扫描一下以检测变化,