浅议桥梁结构健康监测系统.pdf

第37卷第17期山西建筑VoI．37No．17

·188．2011年6月SHANXIARCHITECTUREJun．201I

文章编号：1009—6825(2011)17—0188-02

浅议桥梁结构健康监测系统

王兰王明

摘要：对桥梁结构健康监测的传感器系统、数据采集与传输系统、数据处理与控制系统及桥梁健康评估系统进行了论

述，指出了目前国内外桥梁结构健康监测系统存在的差距，阐述了应用桥梁结构健康监测系统的意义，旨在保证桥梁运

营安全。

关键词：桥梁，健康监测，系统

中图分类号：U446文献标识码：A

尽管(截止到2006年)我们国家现有桥梁已经达到了5O万机到监控中心的骨干传输网络。数据采集与传输系统主要是与

余座，但是有些地方的桥梁管理者对现有桥梁的管理仍然是“被传感器匹配的采集仪器的选择、通道数和采集频率的确定，以及

动式”的，也就是当桥梁发生安全事故的时候才对桥梁进行维护数据传输方案的设计。

(检测和加固)。这种被动式的管理不可避免的会带来桥梁安全1．3数据处理与控制系统

事故的频繁发生，如近几年的重庆彩虹桥、宜宾小南门桥、苏州堰在结构健康监测系统中，对系统监测数据的处理根据处理方

月桥以及辽宁盘锦的田庄台桥等塌桥事故。随着桥梁管理理念式、处理内容以及处理顺序的不同分为数据预处理和数据后处

的发展和桥梁检测、健康监测以及评估方法的进步，使得变“被动理。系统的数据处理功能由数据库服务器与工控机共同来完成。

式”的桥梁管理为“主动式”桥梁安全管理成为可能。数据采集系统中的原始监测数据的预处理是在各子系统采

“主动式”的桥梁管理核心是建立桥梁维护管理制度，定期对集仪上完成，包括通用数据采集仪、光纤解调仪、GPS接收机、

桥梁进行检测(对重大桥梁安装桥梁结构健康监测系统，对其进WIM称重主机。预处理后的数据经桥头交换机通过光纤传回监

行“实时检测”)，及时了解桥梁的安全状况，并采取相应的修理措控中心，监控中心的工控机接收预处理后的数据并实时显示。

施，避免安全事故的发生。经预处理后的数据实时的传输至监控中心，在各工控机中通

1桥梁结构健康监测系统基本框架过数据处理软件进行数据后处理，由于数据后处理涉及更为复杂

一个较为完整的桥梁结构健康监测系统一般包括以下四个的处理方式，因此有时可能需要进行人机交互的数据处理方式。

子系统：传感器系统、数据采集与传输系统、数据处理与控制系统1．4桥梁结构健康评估系统

和桥梁健康评估系统。桥梁结构继康监测系统直接目的是为了桥梁结构评估。桥

1．1传感器系统梁结构评估包括两个层次：一个层次是基于对监测数据的分析判

一般桥梁结构健康监测系统选用的传感器包括两大类：一类定桥梁上是否发生了病害，并确定病害大致位置，辅以人工检查

是监测桥梁荷载(系统输入)的传感器，一类是监测桥梁结构反应确定病害程度和性质。第二个层次是在上述病害下桥梁是否安

(系统输出)的传感器。全，是否需要维修加固。第一个层次是桥梁损伤识别的研究范

监测桥梁荷载的传感器包括以下几种：温度计、风速仪、空气畴；第二个层次一般有基于可靠度理论的分项系数评估方法和基

温湿度计和汽车动态称重系统等；监测桥梁结构响应的传感器包于精细有限元分析的力学方法。桥梁健康评估系统是桥梁健康

括以下几种：应变计、加速度计、GPS、倾角仪、位移计、锚索计等。监测系统的核心。桥梁健康评估系统主要功能是根据采集的数据

根据不同的桥梁结构形式和工程预算的约束，不同的工程可和分析结果对桥梁承载能力进行评估，为桥梁维护提供决策依据。

以选择不同的传感器种类和数量。传感器系统设计主要是传感2