3、主要功能
橋梁監(jiān)測系統(tǒng)是一個復(fù)雜的、龐大的、綜合的技術(shù)性系統(tǒng),它包括橋梁關(guān)鍵部位的關(guān)鍵參量測量、測試數(shù)據(jù)的現(xiàn)場采集、指令與數(shù)據(jù)的遠程傳輸、數(shù)據(jù)儲存與處理、結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)的評價與預(yù)警等。通過其在橋梁運營中所獲得的結(jié)構(gòu)及環(huán)境信息,不僅為橋梁維護、維修與管理決策提供依據(jù)和指導(dǎo),還為橋梁的理論研究與試驗、提供最真實的信息,獲得的橋梁結(jié)構(gòu)全面的靜、動力特性,加深對橋梁在各種交通條件和自然環(huán)境下的真實行為的研究。橋梁監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展,不僅對橋梁建設(shè)、管理具有現(xiàn)實意義,更將可能對橋梁研究與設(shè)計、特別是將來實現(xiàn)橋梁“虛擬設(shè)計”具有重要的意義。
從目前已建立的監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成、監(jiān)測方法以及實現(xiàn)的功能來看,這些橋梁監(jiān)測系統(tǒng)具有以下一些共同特點:
(1)橋梁監(jiān)測系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)組成,硬件系統(tǒng)一般由傳感器系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析與處理系統(tǒng)構(gòu)成,軟件系統(tǒng)主要實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)狀態(tài)的識別和安全性評估;
(2)通過布設(shè)在橋梁上的傳感器獲取反映橋梁結(jié)構(gòu)行為的記錄,并且重視對橋梁環(huán)境條件如溫度、風(fēng)、交通荷載等的監(jiān)測;
(3)由于測試技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展,使得監(jiān)測系統(tǒng)采集的信息更加準確與完備,并且可以實現(xiàn)系統(tǒng)的大容量和網(wǎng)絡(luò)化共享。
4、技術(shù)特點
橋梁健康監(jiān)測是對橋梁安全情況進行實時監(jiān)測的新技術(shù),這種技術(shù)通過對橋梁結(jié)構(gòu)進行無損檢測,實時監(jiān)控結(jié)構(gòu)的整體行為,對結(jié)構(gòu)的損傷位置和程度進行診斷,對橋梁的服役情況、可靠性、耐久性和承載能力進行智能評估,為大橋在特殊氣候、交通條件下或橋梁運營狀況嚴重異常時觸發(fā)預(yù)警信號,為橋梁的維修、養(yǎng)護與管理決策提供依據(jù)和指導(dǎo)。
一般大型橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)對以下幾方面進行監(jiān)控:
(1)橋梁結(jié)構(gòu)在正常車輛荷載及風(fēng)載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)和力學(xué)狀態(tài)。
(2)橋梁結(jié)構(gòu)在突發(fā)事件(如地震、意外大風(fēng)或其它嚴重事故等)之后的損傷情況。
(3)橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性,主要是提供構(gòu)件疲勞狀況的真實情況。
(4)橋梁重要非結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如支座)和附屬設(shè)施(如斜拉橋振動控制裝置)的工作狀態(tài)。
(5)大橋所處的環(huán)境條件,如風(fēng)速、溫度、地面運動等。
5、系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)等幾部分組成,參見圖1。
圖1 橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖 數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析都是實時進行的,分析系統(tǒng)一旦監(jiān)測到參數(shù)超過閾值時,將根據(jù)參數(shù)類型進行報警,可以預(yù)防災(zāi)難的發(fā)生。 6、國內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀
根據(jù)調(diào)研,重慶理工大學(xué)胡順仁教授領(lǐng)導(dǎo)的科研攻關(guān)團隊,在“橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)研究”領(lǐng)域進行了大量的開創(chuàng)性研究工作,先后完成了重慶渝長高速公路紅槽房公路橋、重慶大佛寺長江大橋、重慶向家坡立交橋、重慶馬桑溪長江大橋等不同類型的多座特大橋的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)研究,建成了國內(nèi)首座“橋梁安全遠程集群監(jiān)測系統(tǒng)”,在大型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測研究領(lǐng)域奠定了堅實的理論與技術(shù)基礎(chǔ)。