一種橋梁安全健康監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種橋梁安全健康監(jiān)測系統(tǒng),屬于大型老舊橋梁安全監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代理論研究的不斷深入,以及建橋技術(shù)的成熟和完善,各種新材料、新工藝修建的橋梁層出不窮,但隨著時間的推移,任何公路橋梁最終都將成為舊橋;經(jīng)過長期的使用的結(jié)構(gòu)也難免也會因各種原因使結(jié)構(gòu)發(fā)生各種各樣的損傷,存在不同程度的病害和缺陷,需要維修、加固和改造。在維修加固前均需對其進(jìn)行合理的檢測和評價,得出橋梁的實際工況和承載能力,分析病害、損傷的成因,從而提出有效的維修加固措施。公路橋梁工程造價高,在公路運輸中發(fā)揮著重要的作用。因此,在建橋過程中,總是采取各種措施確保工程質(zhì)量。盡管如此,公路橋梁長期在自然環(huán)境(大氣腐蝕、溫度、濕度變化)和使用環(huán)境(荷載作用頻率增加、材料與結(jié)構(gòu)的疲勞)的作用下,逐漸產(chǎn)生損壞現(xiàn)象。二十世紀(jì)六七十年代修建的設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)較低的公路橋梁,已經(jīng)運營了四五十年,但仍在使用,在交通量日趨增大,荷載日益增加的今天,舊危橋的檢測評價任務(wù)十分繁重。在不斷提升公路技術(shù)等級的改造和改建過程中,對舊危橋進(jìn)行監(jiān)測評價和安全預(yù)警研究就顯得尤為迫切和重要。
[0003]國際上,橋梁安全隱患常造成橋梁損壞導(dǎo)致重大經(jīng)濟(jì)損失和人身傷亡事件發(fā)生,如1967年俄亥俄河上的一座主要橋梁倒塌,致46人喪生;1983年美國康涅狄格州的Mianus江高速大橋因橋梁腐蝕和交通循環(huán)載荷引起的疲勞而突然倒塌,橋上數(shù)部車輛墜入江中,造成3死3傷;1994年韓國漢城市中心的圣水特大橋也因內(nèi)部損傷突然倒塌。
[0004]美國明尼蘇達(dá)州橫跨密西西比河的大橋在2007年8月I日晚突然坍塌,釀成重大事故。證實有4人在塌橋事故中死亡,70多人受傷,另有30多人失蹤。塌橋事故對美國社會造成的沖擊是巨大的。明尼蘇達(dá)州這座40年的老橋坍塌不是偶然的,橋梁專家多年前就“診斷”出它在結(jié)構(gòu)設(shè)計上的問題。該州政府于2001年向聯(lián)邦政府運輸部提交過橋梁“體檢”報告。3年后,運輸部據(jù)此對橋梁“健康狀況”進(jìn)行評估,于2004年認(rèn)定它存在“結(jié)構(gòu)性缺陷”。盡管如此,有關(guān)方面并未對它采取任何“救治”措施。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,本實用新型目的是提供一種能夠提高橋梁監(jiān)測安全性的橋梁安全健康監(jiān)測系統(tǒng)。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的,本實用新型是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0007]本實用新型的一種橋梁安全健康監(jiān)測系統(tǒng),包括用于對橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測的傳感器組、用于將多通道模擬信號轉(zhuǎn)化為對應(yīng)數(shù)字信號的數(shù)字模塊組、通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)對數(shù)字模塊組進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)匯聚器和通過無線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)匯聚器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的監(jiān)控中心,所述數(shù)字模塊組與數(shù)據(jù)匯聚器相連接,所述數(shù)據(jù)匯聚器與監(jiān)控中心相連接;傳感器組包括η個傳感器,所述數(shù)字模塊組包括η個數(shù)字模塊,每個所述傳感器的輸出端與對應(yīng)的數(shù)字模塊的輸入端相連接,其中η為正整數(shù)。
[0008]本實用新型的保護(hù)點在于:傳感器組、數(shù)字模塊組、數(shù)據(jù)匯聚器和監(jiān)控中心這些設(shè)備之間的連接關(guān)系,且每個設(shè)備均為現(xiàn)有設(shè)備,所以本實用新型屬于實用新型的保護(hù)客體。
[0009]上述傳感器組包括用來監(jiān)測橋梁所受風(fēng)力的風(fēng)速風(fēng)向儀、用于測量橋梁應(yīng)力的光纖光柵應(yīng)變傳感器、用于測量橋梁局部溫度的光纖光柵溫度傳感器、用于測量橋梁震動量的加速度傳感器、用于監(jiān)測橋梁塔基沉降以及位移的光纖光柵位移傳感器。
[0010]上述風(fēng)速風(fēng)向儀具體采用的是WA15型風(fēng)速風(fēng)向儀。
[0011]上述光纖光柵應(yīng)變傳感器采用的是GSYC-Tl型的光纖光柵應(yīng)變傳感器。
[0012]上述光纖光柵溫度傳感器采用的是GSWC-Tl型的光纖光柵溫度傳感器。
[0013]上述加速度傳感器采用的是ServoK-Beam8330A型伺服式加速度傳感器。
[0014]上述光纖光柵位移傳感器采用的是SR-RP-Sl型光纖光柵位移傳感器。
[0015]上述數(shù)據(jù)匯聚器的核心芯片為ARM9。
[0016]本實用新型提高了橋梁監(jiān)測的安全性,具有較高的可靠性和可用性。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的一種橋梁安全健康監(jiān)測系統(tǒng)原理框圖;
[0018]圖2為本實用新型的數(shù)據(jù)匯聚器原理框圖。
【具體實施方式】
[0019]為使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解,下面結(jié)合【具體實施方式】,進(jìn)一步闡述本實用新型。
[0020]一種橋梁安全健康監(jiān)測系統(tǒng)包括傳感器組、數(shù)字模塊組、數(shù)據(jù)匯聚器和監(jiān)控中心。
[0021]監(jiān)控中心通過無線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)匯聚器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,數(shù)據(jù)匯聚器通過現(xiàn)場總線RS485網(wǎng)絡(luò)對現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
[0022]橋梁安全健康監(jiān)測系統(tǒng)通過安裝在橋梁、高架路和大型立交的設(shè)備,自動監(jiān)測橋梁、高架路和大型立交的應(yīng)力應(yīng)變、結(jié)構(gòu)震動、繞度、裂縫、沉降、和滲漏等結(jié)構(gòu)參數(shù)信息。然后通過數(shù)據(jù)采集、傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給監(jiān)測中心,最后由橋梁安全遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的安全評估模塊對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測給出相應(yīng)的評估結(jié)果。
[0023]橋梁安全監(jiān)測的內(nèi)容大致可以分為以下三個部分:
[0024](I)環(huán)境量。主要包括風(fēng)速、溫度、濕度和車荷載等。
[0025](2)幾何量。主要包括監(jiān)控部位的位移、沉降等。
[0026](3)結(jié)構(gòu)梁。主要包括結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變、繞度、震動、加速度、裂縫和滲漏等。
[0027]由于考慮到項目的實際投入成本,不可能對所有結(jié)構(gòu)梁進(jìn)行監(jiān)測,在本監(jiān)測系統(tǒng)所監(jiān)測的內(nèi)容主要選取不同監(jiān)測種類中具有代表性的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測,主要選擇風(fēng)速、溫度、應(yīng)力、震動、位移和沉降。
[0028]在本監(jiān)測系統(tǒng)中,主要采用以下傳感器設(shè)備對橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測:(1)WA15型風(fēng)速風(fēng)向儀,用來監(jiān)測橋梁所受風(fēng)力;(2)GSYC_T1型的光纖光柵應(yīng)變傳感器,主要用于橋梁應(yīng)力的測量;(3)GSWC-T1型的光纖光柵溫度傳感器,主要用于測量橋梁局部的溫度;(4)瑞士Ki stIer公司的SerVOK-Beam8330A型伺服式加速度傳感器,用于測量橋梁震動量