江阴大桥桥梁结构健康监测系统的硬件系统改造

桥梁健康监测系统的解决方案随着城市化进程的加速，大量的公路、铁路、桥梁和隧道建设相继落地。

为确保这些重要的基础设施的安全，桥梁健康监测系统越来越成为城市和交通建设的重要组成部分。

本文将探讨桥梁健康监测系统，以及采用的解决方案。

1.桥梁健康监测系统的定义桥梁健康监测系统是一种基于物联网技术和传感器技术开发的系统，用于对桥梁进行实时监测，以便及时识别和处理潜在的安全风险。

桥梁健康监测系统可以监测桥梁的物理变化、结构变形和结构破坏，同时还可以分析桥梁运行数据，以帮助工程师和维修人员及时发现维修和维护需求。

桥梁健康监测系统的核心思想是在制造和维修桥梁时安装传感器和数据收集系统，将实时数据上传至云端进行分析，实现对桥梁健康状况的监测和预测，从而确保桥梁的安全，并预防可能的事故。

2.桥梁健康监测系统的组成桥梁健康监测系统包括传感器、数据采集器、通信系统和数据分析系统四个方面。

其中，传感器是桥梁健康监测系统的核心硬件设备，主要用于测量桥梁的物理参数，比如位移、应力、振动等。

数据采集器用于采集传感器产生的数据，并通过通信系统将数据上传到云端进行分析。

通信系统则是将数据从数据采集器传输到云端的设备，包括有线通信和无线通信两种。

数据分析系统对上传的数据进行分析和处理，对桥梁的运行情况进行预测和支持维护人员进行预防性维护。

3.桥梁健康监测系统的解决方案（1）传感器选择选择传感器是桥梁健康监测系统设计中的重要环节。

在选择传感器之前，需要确定需要监测的物理参数类型，并考虑环境因素对传感器的影响。

一般情况下，选择的传感器应该具有以下特点：高精度、稳定性好、不易受环境影响、容易安装、价格合理。

（2）数据采集器选择数据采集器主要用于采集传感器产生的数据，并传输到云端进行分析。

在选择数据采集器之前，需要考虑以下几个因素：采样率、数据存储容量、通讯方式、带宽等。

另外，也要考虑数据安全问题，保护数据隐私。

（3）通信方式选择通信方式一般分为有线通信和无线通信两种。

大桥结构健康监测方案
大桥结构健康监测方案可以包括以下几个方面：
1. 传感器安装：在大桥的关键位置安装传感器，以测量和
监测桥梁结构的各种参数，如挠度、应力、应变、位移等。

传感器的类型可以包括应变计、加速度计、位移传感器等。

2. 数据采集系统：搭建一个用于采集传感器数据的系统。

这可以是一个现场采集系统，也可以是一个远程监测系统。

系统应该能够实时采集数据，并对数据进行分析和处理。

3. 数据分析：使用合适的数据分析方法，对采集到的大桥
结构数据进行处理和分析。

这可以包括盖帽分析、频域分析、模态分析等。

通过分析数据，可以了解桥梁的健康状态，以及是否出现了损伤或变形等问题。

4. 健康评估与预警：根据数据分析的结果，对桥梁的健康
状态进行评估，判断是否需要进行维护和修复工作。

如果
发现了潜在的问题或存在风险，应及时发出预警，并采取
相应的措施来保证桥梁的安全运营。

5. 数据可视化：将数据和分析结果以可视化的方式展示，
方便用户对大桥结构健康状态进行监测和管理。

这可以采
用图表、图像、地图等形式来呈现，并提供实时更新的功能。

6. 定期检测与维护：除了实时监测，还需要定期对大桥进
行检测和维护。

定期检测可以包括视觉检查、超声波检测、磁粉检测等多种方法，以进一步确认桥梁的健康状况，并
及时修复可能存在的问题。

通过以上方案，能够实现对大桥结构的持续健康监测，及
时发现和处理潜在问题，确保桥梁的安全运营。

大型桥梁结构智能健康监测系统集成技术分析
大型桥梁结构智能健康监测系统是指通过传感器、数据采集与处理、无线通信、数据
传输与存储等技术手段，对桥梁结构的健康状况进行实时监测和评估的系统。

其目的是提
前发现桥梁结构的异常变化，预测结构的寿命和安全性，以便及时采取维护和修复措施，
确保桥梁的正常运行和安全使用。

1. 传感器技术：主要是利用传感器对桥梁各部位的结构物理参数进行测量，如应变、振动、位移、温度等。

传感器的选择需要考虑测量范围、灵敏度、稳定性、耐久性等因素，同时要满足工程实际和经济性的要求。

2. 数据采集与处理技术：通过数据采集设备对传感器获取的数据进行采集和处理，
将其转化为数字信号，并进行滤波、放大和模数转换等处理，确保数据的准确性和可靠性。

还需要对采集的数据进行预处理，如去除噪声、校正误差等。

3. 无线通信技术：采集到的数据需要实时传输到监测中心进行分析和处理。

无线通
信技术可以通过无线传感器网络或移动通信网络实现数据的远程传输。

无线传感器网络可
以实现低功耗、长距离、多节点的通信，适用于分布式监测系统；移动通信网络可以实现
大范围、高速率的数据传输，适用于移动监测系统。

4. 数据传输与存储技术：传感器采集的大量数据需要进行有效的传输和存储。

数据
传输技术可以采用以太网、无线局域网、蓝牙等方式，根据具体场景和要求选择合适的传
输协议和网络设备。

数据存储技术可以使用数据库、云存储等方式，实现对大量数据的存
储和管理，同时还可以使用数据压缩、加密等手段保护数据的安全性。

大桥结构健康监测方案
大桥结构健康监测方案通常包括以下步骤：
1. 定义监测目标和需求：确定监测的目的，例如检测桥梁的结构健康状态以及预测其寿命，或者监测桥梁在不同荷载下的响应等。

2. 监测参数选择：根据监测目标确定需要监测的参数，如桥梁振动、应变、位移等。

3. 传感器选择和布置：选择适合于监测参数的传感器，并合理布置于大桥的关键部位。

传感器可以是加速度计、应变计、压力传感器、位移传感器和倾斜计等。

4. 数据采集和存储：设计和搭建数据采集系统，确保传感器的数据准确采集并存储。

可以使用数据采集器、数据记录仪或者远程监测系统等设备。

5. 数据分析和处理：对采集到的数据进行分析和处理，提
取有用的信息。

可以使用数据处理软件、机器学习等方法
进行数据分析。

6. 状态评估和预测：根据数据分析的结果，对桥梁结构的
当前状态进行评估，并可通过模型和算法预测未来的结构
健康状况。

7. 报警和维护：根据预设的阈值和报警条件，及时发出警
报并采取维护措施，以保证桥梁的安全运行。

8. 定期校准和验证：对传感器和监测系统进行定期校准和
验证，以确保监测结果的准确性和可靠性。

综上所述，大桥结构健康监测方案需要综合考虑监测目标、传感器选择和布置、数据采集与处理、状态评估与预测、
报警与维护等多个方面的因素，以确保桥梁的安全运行。

靖江35kV大桥变电所改造方案（讨论稿）靖江35kV大桥变电所目前现有的10kV高压柜、继电保护系统、直流系统、集中控制系统投运时间较长，设备及元器件老化，容易出故障且无相应配件更换，维护工作较为繁琐。

现结合国内主流的变电所配套设施及现场实际情况，将现有10kV高压柜和自动化系统进行更换，并增加监控系统，实现后台“三遥”功能，保证供电的可靠性，巡检、操作及日常维护更加方便，具体方案及参考费用如下：一、临时供电1、10kV系统由于本次改造要将原有10kV系统停运约60日，10kV系统上的三路出线涉及重要负荷，不能长时间停电，故考虑租赁10kV环网箱（一进四出）。

将35kV主变低压侧原导线脱开保证安全距离后绑扎固定，10kV环网箱放置在10kV配电间外，进线通过临时电缆接至35kV主变低压侧，将三路出线电缆分别接至环网箱出线柜临时供电。

2、400V系统现场安装临时低压配电柜一台，通过临时电缆由35kV所用变（50kV A）供电，保证施工现场照明及施工用电。

二、土建基础及接地1、10kV配电间内设备土建基础根据新柜尺寸及下进线要求进行开挖，详见设备基础及电缆沟施工图。

设备基础采用[10槽钢制作安装，电缆沟盖板考虑到开关手车的重量，故采用角钢包边水泥盖板。

2、10kV配电间两条进线引下处各做1个手孔井与室内电缆沟连通。

3、10kV配电间出线和大桥4#线出线电杆处各做1个手孔井，手孔井之间通过排管连通（预埋Φ150CPVC管3根），且10kV配电间出线手孔井与室内电缆沟连通。

4、将所用拆除的穿墙套管孔洞用砖砌实封堵。

5、利用原有接地系统，根据现场情况和接地电阻测量，考虑增加高效防腐离子接地极。

三、10kV高压柜更换将原有10kV高压柜（共10台）拆除。

10kV电气接线保持原单母线接线，取消原有旁母接线。

新装10台国内主流的KYN-12型金属铠装户内移开中置式开关柜，并配备Schneider（施耐德）手车式真空断路器和NARI （南瑞）继电保护装置。

大型桥梁结构智能健康监测系统集成技术分析
大型桥梁的结构健康监测是一项非常重要的任务，可以帮助确保桥梁的安全运行和延长其使用寿命。

智能健康监测系统的集成技术是实现这一目标的关键。

智能健康监测系统集成技术包括传感器技术、数据传输技术、数据处理技术和结构安全评估技术等多个方面。

传感器技术是智能健康监测系统的核心。

传感器可以实时监测桥梁各个部位的结构参数，如应变、震动、温度等，并将这些数据传输给数据采集终端。

传感器的选择应根据具体需求进行，如选择光纤传感器可以进行高精度的应变监测。

数据传输技术是保证智能健康监测系统正常运行的重要环节。

传感器采集到的数据需要及时传输给监测系统，以便进行实时监测和分析。

数据传输可以通过有线或无线方式进行，如使用传感器节点进行数据采集，然后通过无线网络传输给监测系统。

数据处理技术是智能健康监测系统的另一个关键技术。

监测系统需要对传感器采集到的大量数据进行处理和分析，以提取有效信息并判断结构健康状况。

数据处理技术可以采用机器学习算法、神经网络算法等方法进行数据挖掘和分析，以获得更准确的结构健康评估结果。

结构安全评估技术是智能健康监测系统的目标之一。

通过对传感器采集到的数据进行分析和比对，监测系统可以得出桥梁的健康状况，并及时发现结构安全隐患。

结构安全评估技术可以基于先进的定量评价方法，如有限元模型分析、结构可靠度分析等，以提供精确可靠的结构健康评估结果。

大型桥梁结构智能健康监测系统集成技术分析
随着社会的发展，大型桥梁数量不断增加，对于桥梁结构的安全性、稳定性和持久性
的需求越来越高，而以前的桥梁监测方法存在很多弊端，因此需要智能健康监测系统来实
现更全面的监测。

本文将分析大型桥梁结构智能健康监测系统集成技术。

首先，大型桥梁结构智能健康监测系统涵盖了多种监测技术，包括测振、测温、测风、测位移、测荷载等，这些技术都需要集成在一个系统中，才可以实现更全面和准确的监测。

集成系统需要考虑技术的兼容性、稳定性和准确性，还需要考虑传感器的布设和数据的实
时传输等问题。

其次，大型桥梁结构智能健康监测系统需要考虑数据处理和分析技术。

监测系统不仅
要能够实时采集桥梁的各种数据，还需要对这些数据进行处理和分析。

目前，机器学习、
人工智能等新技术可以对大量数据进行分析和模拟，为桥梁的维护和修复提供更科学的依据。

因此，如何利用这些技术来实现更准确和全面的数据分析和预测，是大型桥梁结构智
能健康监测系统需要重点考虑的问题。

最后，大型桥梁结构智能健康监测系统的可靠性和安全性同样需要重视。

监测系统涉
及到桥梁结构的安全性和稳定性，因此必须保证监测系统的可靠性和准确性。

同时，监测
系统也涉及到大量的数据传输和存储，数据的泄露和被篡改将对桥梁结构带来极大的危害，因此监测系统也必须保证数据的安全性。

综上所述，大型桥梁结构智能健康监测系统集成技术需要考虑多种因素，并且各种技
术应该相互兼容、相互配合，才能实现更准确、全面、可靠、安全的监测结果。

对于大规
模的桥梁结构管理，智能健康监测系统将在未来起到更加重要的作用。

桥梁健康监测系统解决方案上海华测自主研发了一整套以HCMonitor为核心的变形监测系统，曾获得科技进步二等奖，并先后成功应用于润扬大桥、东海大桥、阳逻江大桥、上海长江大桥、闵浦大桥等国家重点项目，实践证明，以HCMonitor为核心的实时形变监测系统是一个非常有效的桥梁监测技术，GNSS能够与其它传感器完美结合用于桥梁健康监测。

图为东海大桥（2006年开始运行华测桥梁健康监测系统）背景GNSS自八十年代中期投入民用后，已广泛地在导航、定位等各领域应用，尤其在测量界的控制测量中起了划时代的作用。

正因为是它在静态相对定位中的高精度、高效益、全天候、不需通视等优点，使人们普遍采用其来代替（逐渐地）常规的三角、三边、边角等方法，并在理论、实践中取得了可喜的成果。

在精密工程形变监测中也逐步得到广泛的应用。

随着社会经济和科学技术的快速发展，造桥技术不断进步，桥梁结构逐步向轻巧、纤细方面发展。

与此同时桥梁的载重、跨径和桥面宽度不断增长，结构型式不断变化。

传统的形变监测手段越来越不能满足形变监测要求，这就迫切需要性能更可靠的桥梁健康监测系统。

目前，随着GNSS技术的不断成熟，GNSS 自动化监测系统已经在桥梁、建筑、地震、大坝等行业中应用并取得很好的效益。

GNSS自动化监测系统仪器以其卓越的性能受到专家的好评。

目前，采用GNSS技术用于桥梁等工程形变监测的手段已经被广泛的应用于世界各地。

例如：英国Humber桥的GNSS监测系统、日本明石海峡大桥的GNSS监测系统、虎门大桥GNSS监测系统、青马大桥、汲水门大桥和汀九大桥的GNSS监测系统。

HCMonitor的系统结构软件结构HCMonitor软件通过网络或串口（RS232，或者CAN总线）获得GNSS的原始数据（载波相位和伪距），对其进行差分处理和滤波，并根据系统设置，实现图形显示、记录、报警、输出、分析。

输出的各监测点三维坐标的格式我们会依据客户的要求做相应修改，保证客户端软件正常读取数据。

桥梁结构健康监测系统的开发与应用引言桥梁是交通运输中重要的基础设施之一，承担着车辆和行人的重要通行任务。

为了保障桥梁的安全运行，对其结构的健康状态进行监测至关重要。

随着信息技术的快速发展，桥梁结构健康监测系统得到了广泛应用。

本文将介绍桥梁结构健康监测系统的开发与应用，包括系统组成、工作原理、数据处理与分析、以及实际案例应用。

1. 系统组成桥梁结构健康监测系统主要由以下组成部分构成：1.1 传感器网络传感器网络是桥梁结构健康监测系统的核心组成部分。

通过在桥梁结构上部署各种类型的传感器，如应变传感器、加速度传感器、温度传感器等，可以实时获取桥梁结构的各项数据。

1.2 数据采集与传输模块数据采集与传输模块负责从传感器网络中采集数据，并将数据传输到监测系统的中央服务器。

通常采用有线或无线通信方式进行数据传输。

1.3 中央服务器中央服务器是桥梁结构健康监测系统的数据处理和存储中心。

它接收来自数据采集与传输模块的数据，并对数据进行处理、分析和存储。

1.4 数据处理与分析软件数据处理与分析软件是桥梁结构健康监测系统的重要组成部分。

它能够对传感器数据进行处理、分析和可视化展示，实时监测桥梁结构的健康状态。

2. 工作原理桥梁结构健康监测系统的工作原理如下：1.传感器网络部署在桥梁结构上，通过测量感兴趣的物理量，如应变、振动等，将数据采集并传输到中央服务器。

2.数据采集与传输模块负责从传感器网络中采集数据，并将数据通过有线或无线通信方式传输到中央服务器。

3.中央服务器接收传感器数据，并对数据进行处理、分析和存储。

4.数据处理与分析软件对传感器数据进行处理、分析和可视化展示，实时监测桥梁结构的健康状态。

5.监测人员可以通过监测系统的界面查看桥梁的健康状态，并根据监测结果采取相应的维护和修复措施。

3. 数据处理与分析桥梁结构健康监测系统的数据处理与分析涉及以下方面：3.1 数据预处理数据预处理是对原始数据进行清洗和校正的过程。

大桥结构健康监测方案
大桥结构健康监测方案可以包括以下内容：
1. 传感器布设：选择合适的传感器，并根据桥梁结构的特点布设在关键位置，如桥墩、桥梁等部位。

可以使用加速度传感器、变形传感器、温度传感器等监测桥梁的振动、变形和温度等参数。

2. 数据采集和传输：采集传感器数据，并通过有线或无线方式将数据传输到数据中心或云平台。

可以使用数据采集器和通信设备来实现数据采集和传输功能。

3. 数据存储和处理：在数据中心或云平台上建立数据库，存储传感器数据，并进行实时或离线的数据处理和分析。

可以使用数据存储设备和数据处理软件来实现数据存储和处理功能。

4. 结构健康评估：对传感器数据进行分析和处理，通过比对历史数据或建立模型，评估桥梁的结构健康状态。

可以使用结构健康评估算法和软件来进行结构健康评估。

5. 报警和预警：根据结构健康评估结果，设置合适的报警和预警机制，及时发现桥梁结构出现异常或潜在故障的情况。

可以通过短信、邮件等方式发送报警信息。

6. 定期维护和检修：根据监测结果，制定合理的定期维护和检修计划，对桥梁进行检查和维护，及时修复和加固损坏部位，以确保桥梁的安全运行。

以上是一个基本的大桥结构健康监测方案，具体方案的实施还需要根据具体的桥梁情况和监测需求进行细化。

江阴大桥桥梁结构健康监测系统的硬件系统改造孙孝婷【摘要】江阴大桥结构健康监测系统是我国最早建立、也是最早进行改造的特大型桥梁结构安全监测系统.由于设计施工上的缺陷,系统运行不久就出现数据采集系统硬件损坏,导致系统处于瘫痪状态.介绍改造前后硬件系统的组成,并对监测内容和使用的传感器进行分析,以对以后特大型桥梁结构健康监测系统设计提供借鉴.【期刊名称】《公路交通技术》【年(卷),期】2010(000)001【总页数】4页(P98-101)【关键词】传感器;数据采集与传输;在线实时监测;结构健康评估【作者】孙孝婷【作者单位】江苏扬子大桥股份有限公司,江苏,江阴,214433【正文语种】中文【中图分类】U445.7江阴大桥原桥梁结构健康监测系统由于设计上的缺陷，系统使用不久就出现大面积硬件故障，导致建成几年来无法形成有用的监测报告，更谈不上实现损伤识别了。

根据这些情况，江苏扬子大桥股份有限公司联合香港理工大学、江苏交通科研设计院对系统进行了升级改造。

作为国内最早建立的桥梁结构健康监测系统，江阴大桥的改造工作对其他特大型桥梁的设计具有很好的借鉴作用。

1 原结构健康监测系统硬件系统基本情况原系统由位于监控中心的主控工作站和位于锚室箱梁的8个外站组成，通过位于北塔的光集线器组成光纤局域网。

外站主要负责传感器数据采集，并进行数据预处理。

工作站负责系统参数控制，并对接收到的外站数据进行统计、处理、存储及显示。

江阴大桥原桥梁结构健康监测系统设计时没有考虑夏季钢箱梁内的高温，仍沿用野外施工控制常用的防尘、防水密封机箱，使得硬件系统的工作环境非常恶劣。

很多外站使用半年左右就出现了硬件损坏，此外传感器的选型和布设位置也存在问题，这些因素导致原系统几乎没有采集到有效的数据。

原软件系统基本为数据采集，没有完整的分析评估功能，且数据采集用非标准的技术方法集成在一起，造成工作不可靠。

总体来讲，原系统基本未发挥任何作用。

1.1 外站系统外站是由英国承包商设计的非开放系统，其工作原理是：传感器采集的信号首先由调理器规范，通过主板并行口由DMA模式进入外站PC主机，数据处理后由网络适配器送往江阴大桥监控中心工作站。

大型桥梁工程健康监测与评估管理系统 1. 系统的开发目的和适用范围由于桥梁在运营期间会受到气候,氧化,腐蚀或老化等因素,及长期在恒载和活载的作用下遭受损坏, 其强度和刚度会随时间的增加而降低,这不仅影响了安全行车,更会使该桥的使用寿命缩短.因此有必要在现有技术水平的基础上,集桥梁结构分析,计算机通信及网络,现代传感器检测,监测技术,桥梁的评估与养护管理为一体的,基于监测,状态评估和桥梁养护管理等方面的健康监测评估系统,用以监测和评估桥梁营运状态,为养护管理提供科学依据. 大型桥梁工程的健康监测与评估管理系统是一种基于内在的环境振动响应监测和数据分析,损伤识别技术和外部的桥梁调查检测相结合的先进的计算机监测和管理系统,它突破了传统的仅靠目测和外观检测的结构养护管理模式,能有效地提高大型桥梁工程结构的运营养护管理水平和效率,有助于保障结构及行车的安全.其最大的亮点是采用集成技术,将现代的计算机,传感,信号处理技术,软件开发,桥梁结构分析与结构检测技术等相融合,在Windows,Delphi 和Access 平台上,研究开发功能全面,强大,操作简便的桥梁健康监测与评估管理系统软件,将桥梁信息,桥梁管理,日常养护,桥梁检测,荷载试验及结构状态评估等功能相综合,为大跨桥梁的健康监测和状态评估管理提供科学的手段和方法. 2. 系统组成桥梁的健康监测评估系统包括硬件和软件两方面的工作:硬件主要是测试主要构件关键截面的应力, 2 挠度或位移,索力,裂缝,动力加速度,频谱和模态分析等物理参数的仪器设备;软件方面主要包括建立桥梁数据库与数据管理系统及桥梁工作状态综合评估系统两部分.系统的目标是实现大桥管理的电子化, 规范化,科学化,使桥梁管理部门能够准确合理的把握桥梁健康状态,节省人力及其它不必要的资源浪费. 系统软件最终用户为大桥的管理人员. 系统的文档由研发报告和用户手册组成. 研发报告:主要针对健康监测桥梁的特点,研究和确定健康监测和桥梁评估管理系统开发中将遇到的一些关键技术问题而应采取的对策和措施,主要包括总体健康监测方案设计,结构分析方法,损伤识别方法,状态评估指标及评估方法等确定及系统的开发等. 用户手册: 《用户手册》主要用于帮助用户快速掌握系统的使用,同时简单介绍系统的功能和模块组成等. 根据用户的投入和要求,系统一般可分成三个等级:在线的桥梁的健康监测与评估管理系统,非在线的桥梁的健康监测与评估管理系统以及一般的桥梁管理系统. 3. 系统运行环境系统在Windows 操作系统下,采用Delphi 和Access2000 后台数据库等开发软件进行研究和开发.运行的软件环境为WindowsXP/2000,对硬件环境无特别要求,采用通用的台式机或笔记本电脑即可,在线的要求有服务器和大型监测设备等. 4. 系统主要功能及模块系统主要收录监测桥梁的相关数据资料,具有数据检测,状态评估管理的功能,并且针对各大桥的设计特点和养护要求,可以连续或定期对桥梁进行监测和评估,必要时将有关的荷载试验与成桥的荷载试验及理论计算结果进行对比,提出相关的文件和报表,供日常的养护管理和决策.此外,还可根据实际需要进行参数设置和管理. 大桥健康监测和评估管理系统一般包含八个功能模块: (1)桥梁信息——桥梁的设计,施工,成桥以及传感器布置信息; (2)数据检测——查看,编辑,添加桥梁检测数据; (3)状态评估——由检测数据,评估分析当前桥梁状态; (4)荷载试验——基于理论分析的结果,由桥梁荷载试验结果,对桥梁评价; (5)日常维护——对桥梁日常维护数据进行存储管理; (6)系统设置——设置桥梁评估参数,及用户管理; (7)数据打印——将数据库数据形成报表,供打印; (8)使用帮助——提供软件及传感器等的使用方法. 3 5. 典型的系统界面典型的大跨预应力混凝土斜拉桥健康监测和评估管理系统界面如下;该系统由浙江大学交通所桥梁健康监测研究中心负责研发. 6. 系统的硬件设备系统的硬件设备主要有各类数控应变测试仪,数据采集系统;光纤传感器及解调仪,高精度的水准仪和全站仪,智能电测位移传感器和采集系统,无线动力测试和数据采集,传输分析系统,各类加速度传感 4 器,索力测试分析仪,计算机服务器,便携式计算机,埋入式荷重传感器,风速仪,交通车辆监控系统, 混凝土超声波检测分析仪等. RS232 Server 7. 系统的理论基础独特的基准有限元模型一个有效的桥梁工程健康监测与评估系统应当包括基于空间分析理论的基准有限元模型, 浙江大学桥梁健康监测研究中心经过10 多年的研究和开发,提出了具有自主知识产权的层合单元理论及相应的程序,可综合考虑外荷载和预应力束的空间效应.层合单元理论应用于箱梁桥的计算具有单元数目少,适用性强的优点,它不但适用于形状比较规则的等截面桥梁的计算,而且适用于异型或变截面桥梁的计算.运用该程序可建立复杂桥梁和隧道工程和预应力空间结构的静动力分析的精确有限元模型,给出相关的应力,变形及模态控制参数等,解决了大型复杂桥梁和隧道工程空间静动力分析的基准有限元模型问题.另外,还可从不同的理论或通用程序ANSYS 等进行分析对比研究. 收缩徐变,温度效应的影响分析对大跨预应力混凝土桥梁结构应考虑结构监测量随时间的变化和影响,为此应对结构物从施工到成桥状态进行全面的静力分析,同时计算分析成桥状态恒活载效应,温度效应及收缩徐变效应对结构健康监测的影响分析. 5 纵向预应力筋纵向预应力筋整桥空间分析的有限元网格空间分析模型中的预应力筋描述示意图桥梁的损伤识别研究大型桥梁结构的安全监测系统中,结构的静态特性以及振动待性是重要的监测项目之一,对正常运营状态下大桥的静态特性和振动待性进行长期监测,及时掌握结构的健康状况,是大型桥梁安全监测系统的基本任务.当监测结果发生异常时,及时利用监测系统获得的各种量测数据,有效快速地诊断结构可能发生的损伤,部位和损伤程度,则是建立大型桥梁监测系统所面临的关键技术之一. 目前桥梁结构损伤识别方法大致分为三大类,即指纹分析和模式识别法,系统识别与模型修正方法以及神经网络方法.目前提出的动力指纹有频率,模态振型,模态曲率,应变模态,柔度矩阵,模态应变能, 传递矩阵, 模态置信度准则(MAC) 坐标模态置信度准则, (COMAC) 传统的系统识别技术有卡尔曼滤波, (KF) , 扩展的卡尔曼滤波(EKF) ,最小二乘法,最大可能性方法等.模型修正方法按照识别所提取的力学特征可以分为基于振动量测的模型修正方法,基于静力参数的模型修正方法和静动力参数相结合的模型修正方法; 按照识别所针对的范围可分为整体识别方法和子结构分析方法;按照识别方法是否是确定性的分为确定性的方法和统计分析方法. 浙江大学桥梁健康监测研究中心从结构振动的频率,模态出发,构造了一种用于结构损伤检测的复合动力指纹——Z 指标,该指标计算方便,灵敏度较高,能较方便地进行损伤有无及损伤定位;其次考虑到依据结构振动频率或振型构造地单一动力指纹对局部损伤不敏感的特点,提出了基于静力位移测量数据的斜拉桥结构损伤识别方法,并提出了一种稳定的迭代求解算法,该损伤识别方法可较好地应用于结构损伤程度的确定.同时将有限元计算,矩阵摄动理论及贝叶斯统计理论相结合,从概率统计的角度提出了基于贝叶斯统计的损伤识别方法. 状态评估理论和方法监测的最终目的是进行合理有效的评估,为养护管理的科学决策提供依据.评估的内容和主要依据为6 现行交通部颁《公路桥梁养护规范》(2004)和建设部颁《城市桥梁养护》《公路隧道养护规范》等技术规, 程和有关的设计规范要求.评估按性质初步可划分为四方面内容: 整体状态评估:主要评价桥梁各主要构件的承载能力,构件应力,构件刚度,结构性损伤,主要构件承载能力的弱化以及桥梁功能性的退化等. 安全性评估:安全性指结构应能承受正常施工和正常使用时可能出现的各种荷载,外加变形等的作用,在偶然事件发生后,能保证整体稳定性,不致倒塌.安全性评估指主要针对桥梁各主要构件的承载能力,构件应力,构件刚度,结构性损伤等进行评估. 耐久性评估:耐久性指结构在正常维护下,随时间变化仍能满足预定功能要求,如锈蚀而影响寿命等.耐久性评估指主要针对桥梁各主要构件的耐久性损伤(如:混凝土裂缝及腐蚀,混凝土保护层损伤及碳化深度,氯离子含量,钢构件的锈蚀,构件的疲劳损伤等)进行评估. 适用性评估:适用性指结构在正常使用荷载下,应具有良好的工作性能.如不发生影响结构正常使用的过大的变形等.适用性评估即功能性评估,主要针对桥梁的功能性损伤进行评估,如过大振动,线形不平顺,接头跳车,结构开裂,附属设施损伤以及过大变形等. 结构安全性与耐久性之间界限不是很明显,其某些评估指标相互重叠,结构的耐久性问题最终将影响安全性问题.而适用性可作为一项辅助评估项目.安全性,耐久性,适用性的综合评估构成桥梁整体状态评估. 大型桥梁和隧道工程结构是一个复杂系统,影响其质量和使用功能的因素众多,这些因素与桥梁和隧道工程质量和使用功能之间的关系错综复杂,绝大多数不能定量地用一个函数关系表达,过去只能靠专家经验来分析,判断.这样众多的因素若不加任何处理就来分析它们与使用功能间的关系,即使对于经验丰富的专家来说也有困难.这时,有必要把结构工作状态评估这样的复杂问题分解为相对简单的多层子问题或指标,进行分析和评估.目前的评估方法有层次分析法(Analytical Hierarchy Process) ,变权综合原理及神经网络法等. 采用层次分析法将影响桥梁工作状态的各种因素调理化,层次化,把对某个状态影响程度相近或比较紧密的因素放在一起,形成一个层,建立多层的层次关系综合评估体系;通过对评价指标的无量纲化处理, 将结构检测,表观调查等不同类型的数据进行综合,实现了对预应力混凝土斜拉桥状态的综合评估;通过变权方式,实现了根据各指标的退化情况调整指标权重,达到了客观评估结构状态的目的;通过加权综合的方法由底层指标得到上层指标的状态,逐层综合,得到整个桥梁的状态.最终建立了基于层次分析法的大跨预应力混凝土桥梁状态变权综合评估方法和理论.对桥梁的状态评估管理具有重要的理论意义和工程实用价值.。