橋梁養(yǎng)護(hù)巡檢與健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息融合

橋梁在交通運(yùn)輸中起到重要的地位，尤其是在山區(qū)和跨河道的地方顯得尤為的突出。從而促使橋梁的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，使得橋梁跨度也不斷有新的突破，促進(jìn)了橋梁實(shí)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)橋梁的結(jié)構(gòu)與形式也逐漸變得復(fù)雜，不單單是簡支梁結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)了斜拉索橋、拱橋、吊橋等形式的橋梁。鑒于橋梁的特殊性和復(fù)雜性，采用先進(jìn)的，可靠的橋梁實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，是對(duì)出現(xiàn)的安全隱患能夠做出快速反應(yīng)以及及時(shí)修正的重要保證，通過提供所需要的早期危險(xiǎn)報(bào)警和損傷評(píng)估來判斷橋梁的安全，增強(qiáng)橋梁的生存能力，從而達(dá)到從探測(cè)、報(bào)警、聯(lián)動(dòng)控制直至消除安全隱患的全方位一體化具有重要意義。

橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案 橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案 2010年9月 北京凱源泰迪科技發(fā)展有限公司 beijingcountertidetechnology&developmentco.,ltd.b5e2rgbcap 目錄 一、北京凱源泰迪科技發(fā)展有限公司簡介......................3 二、橋梁健康狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的意義和必要性....................4 三、傳統(tǒng)橋梁檢測(cè)方法...................................... 6p1eanqfdpw 四、基于光纖光柵傳感技術(shù)的橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)....................7 五、橋梁監(jiān)測(cè)內(nèi)容及系統(tǒng)構(gòu)成................................9 5.1橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)構(gòu) 成.........

橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是保障橋梁安全運(yùn)營的重要技術(shù)手段,已在國內(nèi)外眾多橋梁工程中得到應(yīng)用。然而,傳統(tǒng)橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在海量數(shù)據(jù)可讀性差、突發(fā)事件下難以評(píng)估等缺點(diǎn)。文章借助bim(buildinginformationmodeling)技術(shù),提出新型\"bim+健康監(jiān)測(cè)\"模式下橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu),開發(fā)了基于bim的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了橋梁安全運(yùn)營的多用戶協(xié)同管理以及監(jiān)測(cè)與養(yǎng)護(hù)一體化運(yùn)維管理。

結(jié)合多年來橋梁健康監(jiān)測(cè)的研究狀況以及大跨度橋梁工程的研究與發(fā)展,較系統(tǒng)地闡述橋梁健康監(jiān)測(cè)的內(nèi)涵,并由此探討監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有關(guān)問題。

傳統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)是一種被動(dòng)結(jié)構(gòu),一經(jīng)設(shè)計(jì)、制造完成后,其性能及使用狀態(tài)將在很大程度上存在著不可預(yù)知性和不可控制性,這就給橋梁結(jié)構(gòu)的使用和維護(hù)帶來不便,鑒于此,介紹橋梁結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)、設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則以及橋梁結(jié)構(gòu)損傷評(píng)估方法等內(nèi)容,極大地方便了橋梁的養(yǎng)護(hù)工作。

橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是保障橋梁安全運(yùn)營的重要技術(shù)手段,已在國內(nèi)外眾多橋梁工程中得到應(yīng)用.然而,傳統(tǒng)橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在海量數(shù)據(jù)可讀性差、突發(fā)事件下難以評(píng)估等缺點(diǎn).文章借助bim（buildinginformationmodeling）技術(shù),提出新型“bim＋健康監(jiān)測(cè)”模式下橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu),開發(fā)了基于bim的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了橋梁安全運(yùn)營的多用戶協(xié)同管理以及監(jiān)測(cè)與養(yǎng)護(hù)-體化運(yùn)維管理.

在東海大橋橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)評(píng)估子系統(tǒng)中,用層次分析法建立了橋梁性能評(píng)價(jià)模型,分析確定影響橋梁結(jié)構(gòu)性能狀態(tài)的各因素及隸屬度。對(duì)可量化的橋梁監(jiān)測(cè)、檢查數(shù)據(jù)以模糊推理法進(jìn)行評(píng)估打分,對(duì)非量化的程度描述根據(jù)專家系統(tǒng)直接評(píng)估打分,綜合分析計(jì)算后,得出各區(qū)段橋梁安全性、耐久性及使用性的評(píng)分,再以加權(quán)的方法最終確定大橋健康狀態(tài)等級(jí)。實(shí)現(xiàn)了橋梁狀態(tài)即時(shí)評(píng)估,為養(yǎng)護(hù)管理決策提供科學(xué)依據(jù)。

在分析橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,針對(duì)現(xiàn)有橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、診斷與評(píng)估、控制與維護(hù)管理等功能模塊間缺乏足夠信息交流和協(xié)作以及現(xiàn)有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)智能化程度不高的問題,在橋梁健康監(jiān)測(cè)引入多智能體進(jìn)行了研究,提出了基于多智能體的智能橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模型,設(shè)計(jì)了基于多智能體的智能橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu),并介紹了基于多智能體技術(shù)構(gòu)建的監(jiān)測(cè)、診斷與評(píng)估、控制與維護(hù)管理集成的智能橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用結(jié)果表明,基于多智能體的智能橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能有效改善監(jiān)測(cè)、診斷與評(píng)估、控制與維護(hù)管理之間的隔離狀況,提高系統(tǒng)的綜合性能。

為實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際荷載狀態(tài)下的工作性能和承載能力的評(píng)估．設(shè)計(jì)了一套可移動(dòng)和重復(fù)利用的便攜式健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由振動(dòng)、動(dòng)應(yīng)變和靜態(tài)應(yīng)變以及溫度采集等硬件和相應(yīng)的采集分析軟件系統(tǒng)構(gòu)成。本文通過工程實(shí)例對(duì)該系統(tǒng)與現(xiàn)有的成熟的靜動(dòng)力測(cè)試系統(tǒng)采集結(jié)果進(jìn)行比較，認(rèn)為該系統(tǒng)的靜動(dòng)力采集結(jié)果可靠，工作性能穩(wěn)定。

分析了目前大型橋梁運(yùn)營養(yǎng)護(hù)與安全管理的現(xiàn)狀與存在的問題;闡述了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能與優(yōu)勢(shì);結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用案例,從管理的科學(xué)性、精細(xì)化、趨勢(shì)性、實(shí)時(shí)性4個(gè)方面,分析了其在大型橋梁運(yùn)營養(yǎng)護(hù)與安全管理中發(fā)揮的重要作用,以及其對(duì)橋梁安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要意義.

結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)是指對(duì)工程結(jié)構(gòu)實(shí)施損傷監(jiān)測(cè)和識(shí)別,結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過分析部署在建筑結(jié)構(gòu)中的傳感器回傳數(shù)據(jù)來觀察建筑結(jié)構(gòu)隨著時(shí)間的推移而產(chǎn)生的變化,以建筑的特征值分析比對(duì)來確定建筑結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)；一般在分布式系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和處理都是在本地的服務(wù)器上進(jìn)行的,數(shù)據(jù)可輸出打印以實(shí)時(shí)觀察,同時(shí)數(shù)據(jù)也可以保存在軟盤上。通過互聯(lián)網(wǎng)途徑進(jìn)行傳輸主要是基于互聯(lián)網(wǎng)有更快,更便捷的數(shù)據(jù)訪問。因?yàn)橐话愕挠?jì)算機(jī)都有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)分析的能力,所以不要求服務(wù)器有過高的性能,因而在價(jià)格上有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。這種類型的網(wǎng)絡(luò)可以適應(yīng)和滿足用戶的需求,同時(shí)允許他們共享網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),資源和服務(wù)。在分布式網(wǎng)絡(luò)中使用計(jì)算機(jī)既能夠作為獨(dú)立的系統(tǒng)在局域網(wǎng)中運(yùn)行,也能夠接入互聯(lián)網(wǎng)以得到更強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能

根據(jù)東海大橋的實(shí)際情況,構(gòu)建了基于健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)管理體系,提出了預(yù)測(cè)式、評(píng)估式大橋養(yǎng)護(hù)管理策略。以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、定期監(jiān)測(cè)及人工檢查相結(jié)合的方法,設(shè)計(jì)了橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體架構(gòu),對(duì)各子系統(tǒng)的構(gòu)成及實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了較為詳細(xì)的論述。對(duì)橋梁數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)進(jìn)行了功能設(shè)計(jì),提出橋梁健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用方式,擴(kuò)展并完善了橋梁健康監(jiān)測(cè)的概念。

對(duì)橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)理論的若干探討——隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)輸事業(yè)的快速發(fā)展，過去年代修建于各地城鎮(zhèn)和各級(jí)公路上的橋梁，負(fù)擔(dān)著十分沉重的交通荷載及繁重的交通量。近2o年來橋梁抗風(fēng)、抗震領(lǐng)域的研究成果以及新材料新工藝的開發(fā)推動(dòng)了大距度橋梁的發(fā)展；...

通過對(duì)被監(jiān)測(cè)橋梁的應(yīng)力、內(nèi)力及位移等參數(shù)實(shí)時(shí)、長期、連續(xù)地監(jiān)測(cè),可以對(duì)監(jiān)測(cè)橋梁的運(yùn)營狀況有及時(shí)、準(zhǔn)確地了解.長期、高頻地監(jiān)測(cè)也帶來了海量的數(shù)據(jù)量.通過對(duì)傳統(tǒng)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)閾值設(shè)置方法的分析,指出了該方法既有缺陷.基于\"拉梅方程\

我國是橋梁大國,由于結(jié)構(gòu)老化、運(yùn)營管理以及建設(shè)質(zhì)量等問題,近年來全國各地相繼出現(xiàn)橋梁垮塌事故,造成了嚴(yán)重的人員傷亡和巨大的財(cái)產(chǎn)損失。為了保證既有橋梁的安全運(yùn)營和盡可能延長其安全使用年限,對(duì)既有橋梁進(jìn)行實(shí)時(shí)健康監(jiān)測(cè)是非常必要的。由于橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)投資、運(yùn)營費(fèi)用巨大和監(jiān)測(cè)技術(shù)的不成熟,除少數(shù)特大型橋梁安裝了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)9,9%以上的大、中、小跨徑的橋梁都處于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)覆蓋的盲區(qū)。文章主要探討中小型橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的現(xiàn)狀及近年來的進(jìn)展,提出了一種基于智能傳感器的中小型橋梁廣域健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

江陰大橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是我國最早建立的特大型橋梁結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。由于設(shè)計(jì)施工上的缺陷,系統(tǒng)運(yùn)行不久就出現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件損壞,導(dǎo)致系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。因此聯(lián)合相關(guān)科研單位對(duì)損壞的硬件系統(tǒng)進(jìn)行改造,調(diào)整了傳感器系統(tǒng),增加了部分監(jiān)測(cè)內(nèi)容。筆者對(duì)改造后系統(tǒng)的硬件以及監(jiān)測(cè)內(nèi)容進(jìn)行了分析,也為以后特大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了借鑒。

隨著大跨度橋梁設(shè)計(jì)的輕柔化以及結(jié)構(gòu)形式與功能的日趨復(fù)雜化，大橋的安全運(yùn)營成為關(guān)系到一個(gè)國家的交通、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、軍事乃至人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要問題。大型橋梁的健康監(jiān)測(cè)技術(shù)也因此成為橋梁工程學(xué)科研究和發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)及各類傳感技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的大跨橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，力求對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體行為的實(shí)時(shí)監(jiān)控和結(jié)構(gòu)狀態(tài)的智能化評(píng)估。

橋梁健康監(jiān)測(cè)的理念起源于20世紀(jì)50年代,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷更新和進(jìn)步,從原初的單一人工幾何形態(tài)測(cè)量到當(dāng)前先進(jìn)的各種參數(shù)的自動(dòng)測(cè)量、健康狀態(tài)的自動(dòng)評(píng)估,健康監(jiān)測(cè)逐步進(jìn)行著自動(dòng)化、智能化的轉(zhuǎn)變,功能目標(biāo)不斷擴(kuò)大和完善,可以預(yù)見,這種技術(shù)會(huì)改變當(dāng)前的橋梁管養(yǎng)模式。

針對(duì)在役大型橋梁承載、負(fù)荷壓力不斷加大帶來的結(jié)構(gòu)安全隱患,結(jié)合富互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)建立了橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)、狀態(tài)評(píng)估分析平臺(tái),對(duì)影響橋梁安全的主要參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)、評(píng)估及預(yù)警,解決了傳統(tǒng)web技術(shù)呈現(xiàn)能力及交互性差的問題。從系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面,詳細(xì)介紹了系統(tǒng)功能模塊和軟件架構(gòu),并根據(jù)富互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的富交互界面及數(shù)據(jù)綁定的特點(diǎn),研究了自定義控件的實(shí)現(xiàn)和數(shù)據(jù)通信機(jī)制,最后提出了一種基于聚類的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)回歸分析方法,有效解決了海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了該方法的實(shí)用性和有效性。

討論了橋梁健康監(jiān)測(cè)的作用與意義,介紹了大型橋梁健康監(jiān)測(cè)技術(shù)的起源及發(fā)展過程,闡述了橋梁健康監(jiān)測(cè)技術(shù)的原理、分類及功能,描述了國內(nèi)外橋梁健康監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究、開發(fā)及應(yīng)用現(xiàn)狀,從而明確了未來橋梁健康監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的需求及方向。

2012-05-16～17，江蘇省長大橋梁健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心應(yīng)邀參加了在美國紐約舉行的“國際纜索承重橋梁運(yùn)營機(jī)構(gòu)2012年度研討會(huì)”。本次會(huì)議研討的主題有“美國國家公路合作研究計(jì)劃”提出的懸索橋纜索的評(píng)估方法（案例研究）、懸索橋纜索評(píng)估的btc方法（案例研究）、纜索的健康監(jiān)測(cè)、安全保障體系與對(duì)策、懸索橋吊索的評(píng)估／更換、主纜的除濕等。

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