橋梁健康智能監(jiān)測(cè)及屏示系統(tǒng)

該系統(tǒng)采用現(xiàn)代最新的信息化技術(shù)，實(shí)時(shí)獲取橋梁現(xiàn)場(chǎng)各類有效信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)多座橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)運(yùn)行管理，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及視頻信息的遠(yuǎn)程采集；采用大屏幕信息顯示技術(shù)，為遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、其他資金、教學(xué)提供先進(jìn)的圖文數(shù)據(jù)信息處理平臺(tái)。該系統(tǒng)將建設(shè)成為功能完備、系統(tǒng)開放、技術(shù)先進(jìn)的綜合數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，并最終形成包括遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)、大屏幕顯示系統(tǒng)、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及分析處理（數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)）、橋梁健康評(píng)估分析系統(tǒng)在內(nèi)的多任務(wù)系統(tǒng)。是一個(gè)集教學(xué)、其他資金及工程應(yīng)用于一體的綜合、開放型系統(tǒng)。 2100433B

1、數(shù)據(jù)采集工作站2臺(tái)（用于橋梁遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收和存儲(chǔ)）：英特爾"sup--normal" data-sup="1" data-ctrmap=":1,"> [1]

內(nèi)容簡(jiǎn)介

《智能橋梁健康監(jiān)測(cè)與損傷評(píng)估》系統(tǒng)論述了西南交通大學(xué)智能化橋梁團(tuán)隊(duì)在橋梁結(jié)構(gòu)智能化方面所取得的階段性成果，內(nèi)容包括：智能橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別、狀態(tài)評(píng)估及軟件系統(tǒng)。

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健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分成三個(gè)等級(jí)，即長(zhǎng)期在線自動(dòng)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、定期離線健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和定期養(yǎng)護(hù)健康檢測(cè)系統(tǒng)。長(zhǎng)期在線自動(dòng)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是最高等級(jí)的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)適合于在特大跨徑復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)和具有重大戰(zhàn)略意義的關(guān)鍵橋梁上使用。該等級(jí)的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有如下的特點(diǎn)：傳感器長(zhǎng)期布設(shè)在橋梁上，并通過(guò)相應(yīng)技術(shù)連接在一起，構(gòu)成傳感器子系統(tǒng)。各傳感器的數(shù)據(jù)采集通過(guò)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中心控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的下達(dá)采集指令，觸發(fā)傳感器的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。采集的數(shù)據(jù)經(jīng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)直接自動(dòng)進(jìn)入健康監(jiān)測(cè)中央數(shù)據(jù)庫(kù)。橋梁管理部門和客戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程訪問中央數(shù)據(jù)庫(kù)并進(jìn)行健康診斷。

目前此類系統(tǒng)，傳感器數(shù)據(jù)采集及中央數(shù)據(jù)庫(kù)等各子系統(tǒng)的連接還是通過(guò)數(shù)據(jù)線的連接。隨著無(wú)線傳感器技術(shù)的研制，無(wú)線健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有望實(shí)現(xiàn)。定期離線健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是長(zhǎng)期在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一種簡(jiǎn)化，最大的區(qū)別是定期離線健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和管理是離線的、人工的。與長(zhǎng)期在線自動(dòng)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)省掉了數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集設(shè)備和軟件，無(wú)需大量的數(shù)據(jù)線并避免了數(shù)據(jù)的長(zhǎng)距離傳輸帶來(lái)的數(shù)據(jù)精度的損失。該系統(tǒng)投資額度相對(duì)小，適合于一般重要的橋梁。而且，該系統(tǒng)在以后如果需要的話，可以直接升級(jí)為長(zhǎng)期在線自動(dòng)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

定期養(yǎng)護(hù)健康檢測(cè)系統(tǒng)適合于一般橋梁和對(duì)整個(gè)路線沿線的所有橋梁的健康監(jiān)測(cè)，該系統(tǒng)的功能和性質(zhì)接近于一般橋梁的養(yǎng)護(hù)管理，可以這樣描述：橋梁管理部門購(gòu)置相應(yīng)的橋梁檢測(cè)設(shè)備，包括傳感器及其相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集和處理軟件、橋梁健康診斷軟件。這些設(shè)備都存放于實(shí)驗(yàn)室，不長(zhǎng)期固定在橋梁上。橋梁管理部門定期的利用這些設(shè)備對(duì)所轄橋梁進(jìn)行健康檢測(cè)。該系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是可以監(jiān)測(cè)多個(gè)橋梁的健康狀況，同時(shí)設(shè)備容易維護(hù)、更換和更新。

橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是實(shí)施橋梁健康監(jiān)測(cè)的第一步。目前關(guān)于橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)、原則還沒有統(tǒng)一的說(shuō)法。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外已經(jīng)安裝的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)，探討橋梁健康設(shè)計(jì)的一些原則。

從已經(jīng)安裝的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中可以看出，這些橋梁健康監(jiān)測(cè)的測(cè)點(diǎn)布置的數(shù)量、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有很大差異。這種差異一方面來(lái)自于橋梁結(jié)構(gòu)形式和所處地理環(huán)境的差異，另一方面來(lái)自于各健康監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)的目的和投資額度的不同。橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要遵循“因橋而異、因橋制宜、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)定可靠”的16字原則。

因橋而異、因橋制宜。不同地區(qū)、不同橋梁結(jié)構(gòu)形式的健康監(jiān)測(cè)的內(nèi)容是不一樣的。不同地區(qū)的氣候、地質(zhì)環(huán)境會(huì)有很大差別，橋梁健康監(jiān)測(cè)的一部分內(nèi)容就包括對(duì)橋址處環(huán)境的監(jiān)測(cè)，比如風(fēng)、地震、溫度等。

經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)定可靠。橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施費(fèi)用是昂貴的，因此，投資額是制約橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)規(guī)模和設(shè)備的重要因素。健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)作效益．成本分析，設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)定可靠的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

基于以上分析，建議在橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)遵循以下步驟：

(1)針對(duì)具體橋梁，確定監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的目的和功能。

(2)分析橋梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、環(huán)境狀況、運(yùn)營(yíng)情況，確定橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。

(3)建立橋梁有限元模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力分析，確定應(yīng)力相對(duì)不利的位置及動(dòng)力分析結(jié)果，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及測(cè)點(diǎn)優(yōu)化理論綜合確定測(cè)點(diǎn)布置方案。

(4)結(jié)合投資額度，廣泛調(diào)研現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，確定各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目傳感器的選型 。2100433B