箱梁桥可移动式快速化监测系统技术方案

本发明专利技术提供一种针对箱梁桥的通用化、集成化、方便携带，同时能够准确、有效地对箱梁桥进行完备地监控的箱梁桥可移动式快速化监测系统，用于对箱梁桥的跨中截面进行监测从而对该箱梁桥的损伤程度进行监控，其特征在于，包括：数据采集装置；以及数据分析装置，与所述数据采集装置通信连接，其中，所述数据采集装置具有：多个数据采集部，用于采集所述箱梁桥的监测信息，包括多个应变传感器以及多个集成传感器；以及采集侧通信部，用于将所述监测信息发送给所述数据分析装置，所述数据分析装置具有：传感器信息存储部、判定阈值存储部、中性轴指标获取部、桥梁损伤判断部以及损伤信息输出部。

Movable rapid monitoring system of box girder bridge

【技术实现步骤摘要】
箱梁桥可移动式快速化监测系统
本专利技术属于桥梁检测领域，涉及一种常见类型城市高架桥梁的可移动式快速化短期监测方案，具体涉及一种针对大箱梁桥以及小箱梁桥的可移动式快速化监测系统。
技术介绍
随着科学技术的进步和交通事业的发展，桥梁在国民经济和社会地位中起着举足轻重的作用。因此桥梁的安全性、耐久性和适用性也日渐受到关注和重视。目前我国已建成的公路高架桥梁约有84万座，我国总体从桥梁集中建设步入到集中管养阶段，若单独设计每一座桥的监测工法、安装长期的传感器进行监测并搭配相关系统的作法，无疑会产生成本高、工期长的问题。现在的桥梁由于长期受到气候、氧化、腐蚀或受到突发性地震、爆炸等因素影响，以及长期在日益增加的车流量(荷载)的作用下遭受疲劳等影响，桥梁各种功能可能出现退化等情况，亟需健康监测管理。在所有高架桥梁中，大箱梁桥以及小箱梁桥作为城市高架桥的常见类型之一，大箱梁桥约有10％占比、小箱梁桥的占比约11％。因此研发一种针对箱梁桥的通用性快速监测系统具有重要意义。
技术实现思路
为解决上述问题，提供一种针对箱梁桥的通用化、集成化、方便携带，同时能够准确、有效地对箱梁桥进行完备地监控的箱梁桥可移动式快速化监测系统，本专利技术采用了如下技术方案：本专利技术提供了一种箱梁桥可移动式快速化监测系统，用于对箱梁桥的跨中截面进行监测从而对该箱梁桥的损伤程度进行监控，其特征在于，包括：数据采集装置；以及数据分析装置，与所述数据采集装置通信连接，其中，所述数据采集装置具有：多个数据采集部，用于采集所述箱梁桥的监测信息，包括多个应变传感器以及多个集成传感器；以及采集侧通信部，用于将所述监测信息发送给所述数据分析装置，所述数据分析装置具有：传感器信息存储部、判定阈值存储部、中性轴指标获取部、桥梁损伤判断部以及损伤信息输出部，所述传感器信息存储部存储有每个所述数据采集部的安装位置信息，所述判定阈值存储部存储有预设的损伤判定阈值，所述中性轴指标获取部用于根据各个所述数据采集部采集到的所述监测信息以及相应的所述安装位置信息获取所述箱梁桥的中性轴指标，包括中性轴高度获取单元、中性轴高度统计单元、中性轴高度判断单元以及中性轴指标计算单元，所述中性轴高度获取单元用于根据所述监测信息以及所述安装位置信息获取多个与所述数据采集部对应的监测截面上的中性轴高度，所述中性轴高度统计单元用于对一天内所有获取的所述中性轴高度进行频数统计并得到中性轴统计数据，所述中性轴高度判断单元用于判断每个所述监测截面所对应的所述中性轴统计数据是否符合正态分布，所述中性轴指标计算单元用于在所述中性轴指标判断单元判断为符合正态分布时对所述中性轴指标数据进行计算并将得到的中性轴指标数据的正态分布的均值和标准差作为所述中性轴指标，所述桥梁损伤判断部用于判断所述中性轴指标的变化幅度是否超出所述损伤判定阈值，若判断超出，则判定所述箱梁桥存在损伤并通过所述损伤信息输出部将被判断超出的所述中性轴指标作为桥梁损伤信息进行输出。本专利技术提供了一种箱梁桥可移动式快速化监测系统，用于对箱梁桥的跨中截面进行监测从而对该箱梁桥的损伤程度进行监控，其特征在于，包括：数据采集装置；以及数据分析装置，与所述数据采集装置通信连接，其中，所述数据采集装置具有：多个数据采集部，用于采集所述箱梁桥的监测信息，包括多个应变传感器以及多个集成传感器；以及采集侧通信部，用于将所述监测信息发送给所述数据分析装置，所述数据分析装置具有：判定阈值存储部、损伤指标获取部、桥梁损伤判断部以及损伤信息输出部，所述判定阈值存储部存储有预设的损伤判定阈值，所述损伤指标获取部基于所述箱梁桥的影响线并根据所述监测信息获取所述箱梁桥的损伤识别指标，所述桥梁损伤判断部用于判断所述损伤识别指标的变化幅度是否超出所述损伤判定阈值，若判断超出，则判定所述箱梁桥存在损伤并通过所述损伤信息输出部将被判断超出的所述损伤识别指标作为桥梁损伤信息进行输出。本专利技术提供的箱梁桥可移动式快速化监测系统，还可以具有这样的技术特征，其中，所述损伤识别指标定义有如下两组：式中，Fa和Fb是由两次测量得到的同一观测量的影响线，F(i,j)F是第i个观测量的影响线上第j个点的值，DP1(i)与DP2(i)为按第i个观测量判断结构已发生损伤的可能性，DL1(j)与DL2(j)为结构在第j个点发生损伤的可能性，所述桥梁损伤判断部在进行判断时所基于的变化幅度为所述损伤识别指标在移动荷载到达前后的差值。本专利技术提供的箱梁桥可移动式快速化监测系统，还可以具有这样的技术特征，其中，所述箱梁桥为大箱梁桥，所述数据采集部为应变传感器以及集成传感器，所述应变传感器对称布设于所述大箱梁桥的箱梁外腹板的两侧，所述集成传感器，平均布设于所述大箱梁桥的梁底，所述集成传感器由应变传感器和温度传感器构成。本专利技术提供的箱梁桥可移动式快速化监测系统，还可以具有这样的技术特征，其中，所述集成传感器的布设数量与所述大箱梁桥的单箱箱梁底板的横向宽度有关。本专利技术提供的箱梁桥可移动式快速化监测系统，还可以具有这样的技术特征，其中，所述箱梁桥为小箱梁桥，所述数据采集部为应变传感器，若所述小箱梁桥的箱梁数量不大于四，则对每个所述箱梁均选取一侧腹板，并在该腹板的上下端各布置一个所述应变传感器；若所述小箱梁桥的箱梁数量大于四，则每间隔一根所述箱梁选取所述箱梁的一侧腹板，并在该腹板的上下端各布置一个所述应变传感器。本专利技术提供的箱梁桥可移动式快速化监测系统，还可以具有这样的技术特征，其中，所述数据采集装置的安装拆卸工法为：使用合成树脂将预先埋好螺栓且预先打好螺栓孔的钢板设置于所述箱梁桥的桥体结构上，所述数据采集部安装于钢板上的预埋螺栓上，拆卸时放松螺母即可将所述数据采集部卸下，钢板保留在桥体结构上以供后续监测继续使用。本专利技术提供的箱梁桥可移动式快速化监测系统，还可以具有这样的技术特征，云终端，与所述数据分析装置通信连接，具有：云端侧通信部，用于接收所述监测信息以及所述桥梁损伤判断部输出的判断结果；云端侧存储部，用于对所述监测信息和所述判断结果进行对应存储，从而构建形成监测数据库。专利技术作用与效果根据本专利技术的箱梁桥可移动式快速化监测系统，由于具有数据采集装置以及数据分析装置，从而通过数据采集装置中的多个数据采集部对桥梁的监测信息进行实时采集，并通过数据分析装置根据这些监测信息计算中性轴指标，进一步根据该中性轴指标完成桥梁损伤的判断，通过上述针对箱梁桥的数据采集以及分析，就能提供较完备的状态数据，对桥梁的长期性能退化具有一定的判断能力，从而提供较为完善的后处理分析能力，大大降低桥梁的监控成本。因此，本专利技术的系统为一种仅通过设置数据采集装置以及数据分析装置就能完成桥梁有效监控的便携式桥梁健康监测系统，容易在箱梁桥上普及与推广，能够对箱梁桥进行规范性反复监测实现长期性能评估，提高桥梁预防性养护技术水平。另外，在通过数据分析装置进行分析时，本专利技术的箱梁桥可移动式快速化监测系统还可以通过影响线计算桥梁的损伤识别指标，能够消除上述通过中性轴识别结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种箱梁桥可移动式快速化监测系统，用于对箱梁桥的跨中截面进行监测从而对该箱梁桥的损伤程度进行监控，其特征在于，包括：/n数据采集装置；以及/n数据分析装置，与所述数据采集装置通信连接，/n其中，所述数据采集装置具有：/n多个数据采集部，用于采集所述箱梁桥的监测信息，包括多个应变传感器以及多个集成传感器；以及/n采集侧通信部，用于将所述监测信息发送给所述数据分析装置，/n所述数据分析装置具有：传感器信息存储部、判定阈值存储部、中性轴指标获取部、桥梁损伤判断部以及损伤信息输出部，/n所述传感器信息存储部存储有每个所述数据采集部的安装位置信息，/n所述判定阈值存储部存储有预设的损伤判定阈值，/n所述中性轴指标获取部用于根据各个所述数据采集部采集到的所述监测信息以及相应的所述安装位置信息获取所述箱梁桥的中性轴指标，包括中性轴高度获取单元、中性轴高度统计单元、中性轴高度判断单元以及中性轴指标计算单元，/n所述中性轴高度获取单元用于根据所述监测信息以及所述安装位置信息获取多个与所述数据采集部对应的监测截面上的中性轴高度，/n所述中性轴高度统计单元用于对一天内所有获取的所述中性轴高度进行频数统计并得到中性轴统计数据，/n所述中性轴高度判断单元用于判断每个所述监测截面所对应的所述中性轴统计数据是否符合正态分布，/n所述中性轴指标计算单元用于在所述中性轴指标判断单元判断为符合正态分布时对所述中性轴指标数据进行计算并将得到的中性轴指标数据的正态分布的均值和标准差作为所述中性轴指标，/n所述桥梁损伤判断部用于判断所述中性轴指标的变化幅度是否超出所述损伤判定阈值，/n若判断超出，则判定所述箱梁桥存在损伤并通过所述损伤信息输出部将被判断超出的所述中性轴指标作为桥梁损伤信息进行输出。/n...

【技术特征摘要】
1.一种箱梁桥可移动式快速化监测系统，用于对箱梁桥的跨中截面进行监测从而对该箱梁桥的损伤程度进行监控，其特征在于，包括：
数据采集装置；以及
数据分析装置，与所述数据采集装置通信连接，
其中，所述数据采集装置具有：
多个数据采集部，用于采集所述箱梁桥的监测信息，包括多个应变传感器以及多个集成传感器；以及
采集侧通信部，用于将所述监测信息发送给所述数据分析装置，
所述数据分析装置具有：传感器信息存储部、判定阈值存储部、中性轴指标获取部、桥梁损伤判断部以及损伤信息输出部，
所述传感器信息存储部存储有每个所述数据采集部的安装位置信息，
所述判定阈值存储部存储有预设的损伤判定阈值，
所述中性轴指标获取部用于根据各个所述数据采集部采集到的所述监测信息以及相应的所述安装位置信息获取所述箱梁桥的中性轴指标，包括中性轴高度获取单元、中性轴高度统计单元、中性轴高度判断单元以及中性轴指标计算单元，
所述中性轴高度获取单元用于根据所述监测信息以及所述安装位置信息获取多个与所述数据采集部对应的监测截面上的中性轴高度，
所述中性轴高度统计单元用于对一天内所有获取的所述中性轴高度进行频数统计并得到中性轴统计数据，
所述中性轴高度判断单元用于判断每个所述监测截面所对应的所述中性轴统计数据是否符合正态分布，
所述中性轴指标计算单元用于在所述中性轴指标判断单元判断为符合正态分布时对所述中性轴指标数据进行计算并将得到的中性轴指标数据的正态分布的均值和标准差作为所述中性轴指标，
所述桥梁损伤判断部用于判断所述中性轴指标的变化幅度是否超出所述损伤判定阈值，
若判断超出，则判定所述箱梁桥存在损伤并通过所述损伤信息输出部将被判断超出的所述中性轴指标作为桥梁损伤信息进行输出。


2.一种箱梁桥可移动式快速化监测系统，用于对箱梁桥的跨中截面进行监测从而对该箱梁桥的损伤程度进行监控，其特征在于，包括：
数据采集装置；以及
数据分析装置，与所述数据采集装置通信连接，
其中，所述数据采集装置具有：
多个数据采集部，用于采集所述箱梁桥的监测信息，包括多个应变传感器以及多个集成传感器；以及
采集侧通信部，用于将所述监测信息发送给所述数据分析装置，
所述数据分析装置具有：判定阈值存储部、损伤指标获取部、桥梁损伤判断部以及损伤信息输出部，
所述判定阈值存储部存储有预设的损伤判定阈值，
所述损伤指标获取部基于所述箱梁桥的影响线并根据所述监测信息获取所述箱梁桥的损伤识别指标，
所述桥梁损伤判断部用于判断所述损伤识别指标的变化幅度是否超...

【专利技术属性】
技术研发人员：马明雷，夏烨，操莉，吴昊延，金昌哲，张枢文，
申请(专利权)人：上海城建城市运营集团有限公司，同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31