南方大桥结构健康在线监测系统技术方案

1、南方大桥结构健康在线监测系统技术方案南方大桥安全监测系统方案目录一、桥梁结构监测国内外研究概况3二、南方公司在桥梁方面的研究成果6三、桥梁安全监测的意义7四、桥梁位移监测8五、监测系统的总体设计13六、各子系统设计与功能介绍16七、SMOS软件介绍46八、监测设备52九、利用NRS技术实现双重监测58十、监测项目案例61十一、项目监测预算65十二、南方测绘公司仪器设备售后服务条例66b5E2RGbCAP一、桥梁结构监测国内外研究概况桥梁结构监测的数据处理方法最早是从机械引入的。机械、能源等系统的运行状态监测和故障诊断技术的比较早，已经有20多年的历史，许多技术现在已经十分成熟，实际应用得也很普

2、遍。虽然机械、能源等系统和桥梁的差别比较大，但是监测和诊断的目标是一致的，所以有许多成熟的经验和技术值得我们桥梁界借鉴。要实现大型桥梁的长期安全监测，必须要有完整的桥梁状态信息、科学的安全分析评价手段，这就要求桥梁具有感觉神经与思维判断能力，前者就是能获取桥梁状态的信息采集硬件系统，后者则是数据分析评价的软件系统。而这些都是传感器技术、数据传输技术、计算机硬件.和软件技术、信号分析技术、人工智能技术、桥梁工程等多学科交叉融合的产物。plEanqFDPw下图是一个典型的桥梁的监测系统示意图：图1桥梁监测系统示意图最初美国在国内几座小规模的桥梁上进行研究和实际安装了结构监测系统(Lee1994),

3、参考文献介绍新墨西哥州立大学和其它两个实验室对一座废弃的公路桥进行了一系列实地桥梁试验，以便为桥梁监测算法的研究提供一个数据库(Mayes1995)。文献(Westermo1995)介绍了一个安装在美国SavannahRiverBridge(三跨连续DXDiTa9E3d钢梁桥)上的一个简单的仅仅测量应变的监测系统,目的是为了了解重卡车通过时桥的倾斜和应力。该文献还介绍了一个设计中的全自动的应变监测系统“ARPABridgeMonitoringProject”,要同时监测十座钢桥和混凝土桥,每座桥都有一个自动的监测系统,包括一个嵌入式微处理器,联结信号调制器的双绞线网络,通过蜂窝电话的fax/p

4、ager/modern接口和备用电池组等。以后越来越多国家的工程师开始将研究重点转到桥梁的监测上来。如美国Vermont市内Winooski河上的几座桥全部装备了以光纤传感器为主的健康检测系统;瑞士的Versoix桥则安装了包括100多个光纤传感器的健康监测系统;韩国在重建圣水大桥时,也配套投资研制了该桥的光纤式健康检测系统;加拿大魁北克的PortneufBridge桥上安装了一个用现代化仪器进行静态测量的温度和应变监测系统,该系统在后张高强预应力混凝土小跨径桥上有24个温度测点和24个应变测点,通过人工或远距离自动遥测可以获得高分辨率的数字化数据;美国佛罗里达的SunshineSkywayB

5、ridge桥综合监测系统,能测量施工期间和竣工后温度、应变和位移,数据可以现场测量或远程遥测,分析这些数据可以知道随时间变化的材料特性和施工过程中的结构特点;泰国的RamaIXBridge、韩国的NamhaeBridge两座桥上安装了缩写为OASIS(OnLineAlertingofStructuralIntegrityandSafety)结构可靠与安全的实时报警系统,用作发现不正常的风或振动情况,并监测能表示疲劳损伤的结构动力特性,该系统的远距离实时分析和显示的计算机用导线或光纤与桥梁测试系统相连;美国纽约的ConrailBridge桥安装了一种远距离桥梁监测系统,利用动力特性测量和模态参数

6、分析的方法来寻找桥梁的长期退化或损伤。RTCrpUDGiT对于这样一个具有巨大社会、经济效益、信息科学与建筑科学交叉的新兴学科领域,我国桥梁工程界对桥梁结构监测技术进行了广泛、深入、细致和系统的基础研究,如取得了不少成果:如香港理工大学、同济大学、西南交通大学、交通科学研究院、铁道科学研究院、重庆大学等单位分别在桥梁的状态监控、安全评价、先进传感技术等方面形成了自己的特色。如香港理工大学与香港路政署合作,投资数千万余港元,在通往香港新机场的青马、汲水门、汀九三座大桥上,研制了WASHM安全监测系统；而香港理工大学还与清华大学合作,在广州虎门大桥开展了结构安全监测系统的研究;同济大学则为上海徐浦大桥研制了安全监测系统;铁道科学研5PCzVD7HxA究院、北方交通大学、石家庄铁道学院等,则已经开