中心服務(wù)器通信。實(shí)際工作中，可采用CAN總線、ProfiBUS或LonWorks總線代替RS-485總線 完成靜態(tài)數(shù)據(jù)采集單元與工控機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸。靜態(tài)數(shù)據(jù)采集單元包括監(jiān)測橋梁箱外溫度的 溫度傳感器、監(jiān)測應(yīng)力應(yīng)變的振弦應(yīng)變計(jì)、監(jiān)測橋梁撓度的靜力水準(zhǔn)儀、監(jiān)測橋梁裂縫變化 的裂縫儀和監(jiān)測橋梁梁端位移的位移計(jì)，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集單元包括監(jiān)測橋梁振動(dòng)情況的拾振 器。實(shí)施例1共設(shè)置測點(diǎn)129個(gè)，其中撓度測點(diǎn)13個(gè)(屬靜態(tài)數(shù)據(jù)采集單元），應(yīng)變測點(diǎn)75個(gè) (包含箱內(nèi)溫度，屬靜態(tài)數(shù)據(jù)采集單元），環(huán)境溫度測點(diǎn)1個(gè)(屬靜態(tài)數(shù)據(jù)采集單元），裂縫測 點(diǎn)10個(gè)（屬靜態(tài)數(shù)據(jù)采集單元），梁端位移測點(diǎn)3個(gè)（屬靜態(tài)數(shù)據(jù)采集單元），振動(dòng)測點(diǎn)27個(gè) (屬動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集單元）。以上各個(gè)測點(diǎn)上設(shè)置的傳感器與工控機(jī)的連接按照最小布線原則 進(jìn)行。實(shí)施例1包頭黃河大橋一橋的橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)自2014年4月開始運(yùn)行，可在無人值 守條件下連續(xù)運(yùn)行，其運(yùn)行至今的數(shù)據(jù)匯總見下表1。
[0018] 表1



[0023] 表1注：傳感器編號(hào)的開頭為1時(shí)表不應(yīng)變傳感器，數(shù)值單位為με，負(fù)值表不壓應(yīng) 力，正值表示拉應(yīng)力;傳感器編號(hào)的開頭為3時(shí)表示靜力水準(zhǔn)儀，數(shù)值單位為mm，負(fù)值表示下 撓，正值表示上拱;傳感器編號(hào)的開頭為2時(shí)表示測縫計(jì)，數(shù)值單位為mm，負(fù)值表示收縮，正 值表不伸長。
[0024] 表2為包頭黃河大橋一橋應(yīng)變預(yù)警值。
[0025] 表2包頭黃河大橋一橋應(yīng)變預(yù)警值
[0026] 從表1~2可看出實(shí)施例1所監(jiān)測的傳感器在監(jiān)測期內(nèi)的最大值與最小值均未超出 預(yù)警值，從傳感器布置位置結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出，實(shí)施例1的橋梁支座梁頂位置均處于受 壓狀態(tài)，跨中位置處于受拉狀態(tài)，與實(shí)際的橋梁受力狀態(tài)相符合。實(shí)施例1中橋梁的運(yùn)營狀 況滿足計(jì)算要求，其結(jié)構(gòu)對于車輛荷載和環(huán)境荷載的響應(yīng)處于正常范圍內(nèi)。
[0027] 通過對實(shí)施例1中橋梁裂縫寬度的監(jiān)測，對裂縫寬度的發(fā)展情況有了一定的掌握。 實(shí)施例1中橋梁建成于1983年，由于運(yùn)營時(shí)間較長，橋內(nèi)裂縫較為嚴(yán)重，其中頂板縱向裂縫 發(fā)展較快，監(jiān)測期間內(nèi)最大裂縫寬度增加了〇.15_。在監(jiān)測期間內(nèi)，工作人員每月進(jìn)箱梁進(jìn) 行裂縫調(diào)查，發(fā)現(xiàn)新增了跨中橫隔梁人字撐位置的縱向裂縫。監(jiān)測期間，實(shí)施例1中包頭黃 河大橋一橋的裂縫詳情見表3。
[0028] 表3包頭黃河大橋一橋裂縫數(shù)值匯總表

[0029] 由于實(shí)施例1在橋內(nèi)安裝的裂縫計(jì)監(jiān)測的僅僅是裂縫寬度的變化值，工作人員每 月進(jìn)現(xiàn)場進(jìn)行了裂縫的實(shí)際寬度和深度的測量。工作人員在測量期間發(fā)現(xiàn)，在箱梁頂板預(yù) 埋鋼板左右20cm處，存在對稱的順橋向裂縫，其中支座處頂板的裂縫寬度較大，全橋最寬裂 縫位置位于10#墩頂，長度65cm，寬度0.82mm，深度299mm。箱梁頂板厚度為250mm，該裂縫深 度已經(jīng)開展到橋面防水層。跨中位置的頂板同樣存在縱向裂縫，全橋最寬裂縫位置位于第 八跨跨中，長度35cm，寬度0.27mm，深度105mm。
[0030] 包頭黃河大橋一橋上部構(gòu)件腹板墩頂附近位置存在較多斜向45°方向裂縫，其中 部分墩頂斜向裂縫貫通截面，較為嚴(yán)重的是第10孔上游側(cè)腹板內(nèi)側(cè)在距9#墩頂4、7、9、10m 位置存在4條斜向貫通裂縫，縫寬1.0~1.5mm。該類斜向45°裂縫在橋梁中的存在較為普遍， 經(jīng)驗(yàn)算結(jié)果表明，在支點(diǎn)附近(6~18m范圍內(nèi)）斜截面的抗裂性不能滿足規(guī)范要求。
[0031 ]實(shí)施例1在橋梁上共設(shè)置振動(dòng)測試斷面9個(gè)，每個(gè)測試斷面布置3個(gè)拾振器，共布置 測點(diǎn)27個(gè)。測試斷面如下:第6跨1/4L、1/2L、3/4L斷面，第7跨1/4L、1/2L、3/4L斷面、第8跨1/ 4L、1/2L斷面、第9跨1/2L斷面。
[0032] 實(shí)施例1的振動(dòng)頻率采用在線監(jiān)測方式，每次數(shù)據(jù)采集后，現(xiàn)場安裝的工控機(jī)自動(dòng) 分析頻率并自動(dòng)傳至監(jiān)控中心服務(wù)器，將該值與振型分析得到的初始值進(jìn)行分析比較。通 過多個(gè)月份的數(shù)據(jù)采集，分析其模態(tài)變化及頻率變化趨勢，判斷結(jié)構(gòu)物的剛度退化情況。表 4為2014年4月至2015年2月期間包頭黃河大橋一橋振型頻率變化表。
[0033] 表4包頭黃河大橋一橋振型頻率變化表
[0034]通過對表4中六個(gè)階段的數(shù)據(jù)監(jiān)測分析，以包頭黃河大橋一橋2015年1月的測試結(jié) 果為基準(zhǔn)，與隨后月份進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)振型基本相同，頻率變化較小，表明該橋的橋梁剛度 并未出現(xiàn)較大退化。
[0035] 對包頭黃河大橋一橋撓度的監(jiān)測主要為控制部位的長期沉降監(jiān)測，采用靜力水準(zhǔn) 儀在每跨跨中布置1個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，選擇有代表性的跨中部位的監(jiān)測結(jié)果作為評估的依據(jù)。從表 1可以看出，橋梁在監(jiān)測期間內(nèi)出現(xiàn)下?lián)犀F(xiàn)象，主要是由車輛荷載較大所致，該橋最大下?lián)?位置為第六跨跨中，下燒值為8.45mm。
[0036] 以上所述實(shí)施方式僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，而并非本實(shí)用新型可行實(shí)施的 窮舉。對于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言，在不背離本實(shí)用新型原理和精神的前提下對其所作 出的任何顯而易見的改動(dòng)，都應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于其包括現(xiàn)場工作站以及與所述現(xiàn) 場工作站無線通信的監(jiān)控中心服務(wù)器； 所述現(xiàn)場工作站包括靜態(tài)數(shù)據(jù)采集單元、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集單元、工控機(jī)和無線傳輸模塊； 所述靜態(tài)數(shù)據(jù)采集單元通過總線與工控機(jī)通信，所述動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集單元通過工控機(jī)中的采 集卡與工控機(jī)通信，所述工控機(jī)通過無線傳輸模塊并利用無線通信網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心服務(wù)器 通信。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述靜態(tài) 數(shù)據(jù)采集單元包括監(jiān)測靜態(tài)響應(yīng)的溫度傳感器、監(jiān)測應(yīng)力應(yīng)變的振弦應(yīng)變計(jì)、監(jiān)測結(jié)構(gòu)撓 度的靜力水準(zhǔn)儀、監(jiān)測結(jié)構(gòu)裂縫變化的裂縫儀和監(jiān)測結(jié)構(gòu)位移的位移計(jì);所述動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采 集單元包括監(jiān)測結(jié)構(gòu)振動(dòng)情況的拾振器。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述無 線傳輸模塊為DTU數(shù)傳模塊。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及結(jié)構(gòu)工程自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)采集、傳輸和處理結(jié)構(gòu)工程運(yùn)營技術(shù)參數(shù)，具有響應(yīng)速度快、可靠性高和成本低廉等特點(diǎn)，能夠滿足工程結(jié)構(gòu)分布分散、地域廣闊的大型監(jiān)控網(wǎng)的建設(shè)需要。本實(shí)用新型包括工作站和監(jiān)控中心服務(wù)器及監(jiān)控終端數(shù)據(jù)預(yù)警系統(tǒng)，現(xiàn)場工作站包括靜態(tài)數(shù)據(jù)采集單元、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集單元、工控機(jī)和無線傳輸模塊。靜態(tài)數(shù)據(jù)采集單元通過總線與工控機(jī)通信，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集單元通過工控機(jī)中的采集卡與工控機(jī)通信，工控機(jī)通過無線傳輸模塊并利用無線通信網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心服務(wù)器通信，監(jiān)控終端數(shù)據(jù)預(yù)警系統(tǒng)包含報(bào)警軟件及移動(dòng)終端，可將超限報(bào)警的數(shù)據(jù)直接發(fā)送到被關(guān)聯(lián)的移動(dòng)終端設(shè)備上，具手機(jī)短信通知功能。
【IPC分類】G01D21/02, G01M99/00, G08C17/02
【公開號(hào)】CN205246116
【申請?zhí)枴緾N201520774472
【發(fā)明人】趙淑蘭, 叢旭娟, 付金璐, 劉艷峰, 崔春雷, 王亞沖
【申請人】中鐵城際規(guī)劃建設(shè)有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年10月8日