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1、.桥梁健康监测概述桥梁健康监测概述桥梁结构健康监测系统是利用传感器对桥梁进行长期的结构数据监测，然后通过模态参数识别方法，得到桥梁结构模态参数的实时变化状态，由桥梁结构模态参数的长期变化情况有效地诊断桥梁结构的运营状态，为桥梁结构运营和维修决策者提供超载和损伤的警告信息。1.1 概念概念 桥梁结构健康监测系统可以划分为在在在在线线线线测测测测试试试试、实实实实时时时时分分分分析析析析、损损损损伤伤伤伤诊诊诊诊断断断断、状状状状态态态态评评评评估估估估以及维维维维护护护护决决决决策策策策五个部分。首先，通过在线测试模块，依靠传感、测试以及网络通信技术对桥梁的工工作作环环境境、桥桥梁梁在车载等各类
2、外部荷载因素作用下的响应在车载等各类外部荷载因素作用下的响应进行在线测试，并将上述信息转入实时分析模块；然后，依靠修正后的有限元模拟计算，得到桥梁在当前时刻的结构状态；在此基础上，由损伤诊断模块为桥梁在特殊气候、交通条件及营运状况异常时进行损伤预警及损伤定位；在状态评估模块中，依据更新后的指标参数，对构件以及整个结构的承载力和耐久性进行评价；最后在维护决策模块中，为桥梁的运营管理、养护维修以及科学决策提供建议。第1页/共26页1.桥梁结构主梁关键截面竖向挠度或匝道桥主梁扭转位移；2.桥梁结构主梁关键截面的各向加速度；3.桥梁结构主梁关键截面应变；4.桥梁结构模态参数；5.桥梁箱梁内部温度；6.
3、桥梁外部环境温度、湿度、风向和风速进程以及地震等外界因素;7.桥梁上的交通荷载流车流情况和交通事故；8.主缆、锚杆和吊杆的张力。.桥梁健康监测概述桥梁健康监测概述1.2 监测内容监测内容第2页/共26页.桥梁健康监测概述桥梁健康监测概述1.3 功能和目的功能和目的1.监测桥梁工作环境与环境荷载状况；2.监测桥梁主要构件的应力（内力）及变形情况；3.监测桥梁主要构件是否产生损伤及累积破坏；4.推断桥梁主要构件是否存在潜在损坏危机；5.为桥梁运营和维修提供有效结构信息，对桥梁维护计划提供信 息支撑；6.为施工监测系统、成桥静动载试验和运营维护综合管理系统 提供部分重要数据和信息。第3页/共26页.
4、桥梁健康监测概述桥梁健康监测概述1.3 功能和目的功能和目的第4页/共26页主要内容主要内容桥梁健康监测概述桥梁健康监测工作流程健康监测系统总体构架组成桥梁健康监测发展现状第5页/共26页.桥梁健康监测工作流程桥梁健康监测工作流程2.工作流程工作流程第6页/共26页主要内容主要内容桥梁健康监测概述桥梁健康监测工作流程桥梁健康监测系统总体构架组成桥梁健康监测发展现状第7页/共26页3.桥梁健康监测系统总体构架组成桥梁健康监测系统总体构架组成3.1 系统组成系统组成桥桥梁梁健健康康监监测测系系统统一一般般由由个个模模块块组组成成，即即传传传传感感感感器器器器系系系系统统统统、数数数数据据据据采采采
5、采集集集集与与与与传传传传输输输输系系系系统统统统、数数数数据处理与控制系统据处理与控制系统据处理与控制系统据处理与控制系统、结构健康数据管理系统结构健康数据管理系统结构健康数据管理系统结构健康数据管理系统、结构健康评价系统结构健康评价系统结构健康评价系统结构健康评价系统及及检查与维护系统检查与维护系统检查与维护系统检查与维护系统。桥梁健康桥梁健康监测系统监测系统传感器传感器系统系统数据处数据处理与控理与控制系统制系统结构健结构健康评价康评价系统系统检查与检查与维护系维护系统统结构健康结构健康数据管理数据管理系统系统数据采数据采集与传集与传输系统输系统第8页/共26页3.桥梁健康监测系统总体构
6、架组成桥梁健康监测系统总体构架组成3.2传感器系统传感器系统传传感感器器系系统统由由各各种种用用于于测测试试结结构构物物理理特特征征及及其其周周围围环环境境的的传传感感器器组组成成。一一般般而而言言，有有四四种种因因素素需需被被测测量量，即即环环境境、荷荷载载、结结构特征和结构响应。构特征和结构响应。风速仪风速仪风速仪风速仪记录风向、风速进程历史,连接数据处理系统后可得风功率谱，一般安装于大跨斜拉桥和悬索桥的桥塔上；第9页/共26页3.桥梁健康监测系统总体构架组成桥梁健康监测系统总体构架组成3.2传感器系统传感器系统温、湿度计温、湿度计温、湿度计温、湿度计记录温度、温度差和湿度时程历史，主要布
7、置在所监测桥梁的中间位置;温度传感器温湿度传感器光纤光栅温度传感器环境温湿度传感器第10页/共26页3.桥梁健康监测系统总体构架组成桥梁健康监测系统总体构架组成3.2传感器系统传感器系统动态地秤动态地秤动态地秤动态地秤记录交通荷载流时程历史,连接数据处理系统后可得交 通荷载谱，一般布置于桥梁两端车辆上桥处;强震仪强震仪强震仪强震仪记录地震作用;摄像机摄像机摄像机摄像机记录车流情况和交通事故。第11页/共26页3.桥梁健康监测系统总体构架组成桥梁健康监测系统总体构架组成3.2传感器系统传感器系统位位位位移移移移计计计计、倾倾倾倾角角角角仪仪仪仪、GPSGPS、电电电电子子子子测测测测距距距距器器
8、器器、数数数数字字字字像像像像机机机机等监测桥梁各部位的静态位置和静态位移（如桥塔和锚碇的沉降和倾斜、主缆和加劲梁的线型变化等），位移计主要布置在所监测桥跨的跨中位置。位移计位移传感器GPS倾角仪第12页/共26页3.桥梁健康监测系统总体构架组成桥梁健康监测系统总体构架组成3.2传感器系统传感器系统应应应应变变变变计计计计记录桥梁构件的静动力应变和应力,连接数据处理系统后可得构件疲劳应力循环谱，应变计主要布置在所监测桥跨的跨中位置，同时应避开横梁位置，因为跨中拉压应力较大，对车道荷载较敏感;光纤光栅应变传感器应变传感器第13页/共26页3.桥梁健康监测系统总体构架组成桥梁健康监测系统总体构架组
9、成3.2传感器系统传感器系统加加加加速速速速度度度度计计计计记录结构各部位的反应加速度,连接数据处理系统后可得结构的模态参数，加速度计同样主要布置在所监测桥跨的跨中位置。加速度传感器测力计测力计测力计测力计记录主缆、锚杆和吊杆的张力;加速度传感器索力传感器第14页/共26页3.桥梁健康监测系统总体构架组成桥梁健康监测系统总体构架组成3.2传感器系统传感器系统第15页/共26页3.桥梁健康监测系统总体构架组成桥梁健康监测系统总体构架组成3.3数据采集与传输系统数据采集与传输系统数数据据采采集集与与传传输输系系统统由由两两大大类类设设备备组组成成，即即数数据据采采集集单单元元和和数数据据传传输输网
10、网络络，用用于于信信号号的的采采集集、处处理理、缓缓存存和传输。和传输。3.4数据处理与控制系统数据处理与控制系统数数据据采采集集与与传传输输系系统统是是一一个个高高性性能能计计算算机机系系统统，它它用用于于系系统统控控制制、系系统统运运行行状状态态显显示示、结结构构运运营营状状态态显显示示及数据处理与分析。及数据处理与分析。3.5结构健康数据管理系统结构健康数据管理系统结结构构健健康康数数据据管管理理系系统统由由一一个个高高性性能能计计算算机机系系统统、一一个个数数据据仓仓库库系系统统和和一一个个数数据据仓仓库库管管理理系系统统组组成成，主主要要用于存取监测数据及结果分析。用于存取监测数据及
11、结果分析。第16页/共26页3.桥梁健康监测系统总体构架组成桥梁健康监测系统总体构架组成3.6结构健康评价系统结构健康评价系统结结构构健健康康评评价价系系统统是是一一个个配配备备适适当当软软件件工工具具的的高高性性能能计计算算机机系系统统，是是整整个个健健康康监监测测系系统统的的核核心心，主主要要用用于于有有限限元元分分析析、灵灵敏敏度度分分析析及及模模型型修修正正、结结构构特特征征及及响响应应分分析析、诊断与预测分析和分析结果可视化。诊断与预测分析和分析结果可视化。3.7检查与维护系统检查与维护系统检检查查与与维维护护系系统统由由一一个个工工具具箱箱组组成成，用用于于检检查查与与维维护护传感
12、器、数据采集单元、数据传输网络和显示设备等。传感器、数据采集单元、数据传输网络和显示设备等。第17页/共26页主要内容主要内容桥梁健康监测概述桥梁健康监测工作流程健康监测系统总体构架组成桥梁健康监测发展现状第18页/共26页4.桥梁健康监测发展现状桥梁健康监测发展现状第19页/共26页4.桥梁健康监测发展现状桥梁健康监测发展现状第20页/共26页4.桥梁健康监测发展现状桥梁健康监测发展现状第21页/共26页4.桥梁健康监测发展现状桥梁健康监测发展现状第22页/共26页4.桥梁健康监测发展现状桥梁健康监测发展现状第23页/共26页4.桥梁健康监测发展现状桥梁健康监测发展现状第24页/共26页4.桥梁健康监测发展现状桥梁健康监测发展现状第25页/共26页感谢您的观看。第26页/共26页