[實用新型]多功能橋梁安全監測系統

無效

• 申請號: 200820097916.3
• 申請日: 2008-03-28
• 公開（公告）號: CN201173846Y
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 閆果;張奔牛;周志祥
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00;G01B7/16;G08C17/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本實用新型涉及橋梁監測設備領域，尤其是涉及一種多功能橋梁安全監測系統。

背景技術

橋梁作為交通大動脈的重要組成部分，在國家經濟建設與社會發展中發揮著極為重要的作用。我國是一個中小跨徑橋梁數量眾多的國家，橋梁安全堪憂，截至2006年底，我國共有公路橋梁53.36萬座，其中中小跨徑橋梁50.16萬座。由于施工、養護、管理等多種原因，我國橋梁早期劣化嚴重，僅近五年垮塌橋梁即達幾十座。據專家估計，在未來10年至20年內，大量橋梁將達到使用壽命，橋梁安全檢測工作顯得越發重要，但是目前橋梁安全檢測方面存在著種種問題。首先，橋梁短期檢測手段，如荷載實驗等，需安排大量人力物力完成一次性檢查任務，實施時長時間阻斷交通，價格不菲且只能驗證橋梁結構當時的狀態，難以確保結構長期安全。其次，當前在線橋梁安全監測技術價格昂貴，大型橋梁少用，中小橋梁不用；涵蓋傳感技術，現場系統管理技術，遠程通信技術和遠程管理和監測技術的橋梁長期健康監測成套技術，能夠長期在線監測橋梁安全狀態，是橋梁安全保障的熱點；然而由于系統實施需要大量監測儀器，要進行繁雜的儀器、電源、通信設備安裝和調試工作，總體費用動輒成百萬、上千萬，非常昂貴，一般只有特大型橋梁安裝較多，大型橋梁應用較少，中小型橋梁基本不用；因此，目前我國絕大多數橋梁，由于實施費用問題，僅能依靠人工對結構一些能夠觀測到的地方進行目視檢測，迄今沒有一種行之有效的長期監測手段，極大困擾著交通養護和管理等部門。事實上，目前我國普通橋梁長期監測技術缺失，其主要原因是：

1)儀器費用高：一般橋梁安裝健康監測系統，均需要建設現場監控中心才能監控和管理大量數據，同時安裝大量通信和電源線纜，總體費用居高不下。

2)施工費用高：目前的多功能橋梁安全監測系統儀器應用于結構不易觸及位置，安裝復雜；使用時耗電量大，需要外接電源系統供電；由于數據量大，許多系統需外接光纜對外界通信。因此總體施工費用居高不下，部分施工費用超過儀器費用。

3)維護成本高：由于橋梁結構多地處偏遠，橋梁上交通繁忙，儀器又安裝于結構不易觸及位置，比較散亂，又需在非常長時間范圍內(如數年)對維護監控設備，總體費用偏高。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種多功能橋梁安全監測系統，該裝置能實現橋梁撓度、應變和裂縫的綜合監測，并且安裝和運行成本相對較低，適合對大范圍內的橋梁進行橋梁結構內部力學狀態的監測，提高監測效果，降低監測成本。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

本實用新型的多功能橋梁安全監測系統，包括撓度測試裝置、應變測試裝置、裂縫測試裝置和一個數據處理盒，所述的數據處理盒內部設置有GPRS通信服務器、微處理器；所述的微處理器分別與所述撓度測試裝置、應變測試裝置、裂縫測試裝置相連，所述微處理器接收所述撓度測試裝置、應變測試裝置和裂縫測試裝置傳來的測試信號，微處理器內嵌有數據處理程序用于將接收到的各種測試信號進行預處理然后傳送給所述的GPRS通信服務器，所述的GPRS通信服務器將收到的數據通過GPRS網絡向外發送；所述的數據處理盒頂部設置有太陽能光電池用以給該數據處理盒內的用電裝置供電。

進一步，所述的太陽能供電裝置包括太陽能電池板、蓄電池、智能開關和供電控制電路，太陽能電池板與蓄電池相連并將太陽能轉換為電能存儲在蓄電池內，智能開關與蓄電池以及所述的數據處理盒相連，供電控制電路與蓄電池和智能開關相連，蓄電池的電能在供電控制電路控制下通過智能開關為所述的數據處理盒供電；所述供電控制電路根據蓄電池的電量情況和數據處理盒的用電狀況決定所述智能開關的通斷。

進一步，所述的太陽能供電裝置還包括充放電控制電路和反饋控制電路，其中，充放電控制電路用于所述的太陽能電池板對蓄電池充電的控制，所述的反饋控制電路將數據處理盒的用電狀態反饋給所述的供電控制電路。

進一步，所述的撓度測試裝置包括點激光發射器、激光投影標靶和激光光斑攝錄裝置；其中，點激光發射器通過懸掛裝置設置在橋梁的撓度測點，點激光發射器的激光光束出射方向對準所述激光投影標靶，所述激光投影標靶設置在所述數據處理盒的側面，所述激光光斑攝錄裝置設置在所述數據處理盒的內部，激光光斑攝錄裝置的攝錄鏡頭對準所述的激光投影標靶位置。

進一步，所述的應變測試裝置采用應變傳感器，該應變傳感器設置在橋梁的應變測點；所述裂縫測試裝置采用裂縫傳感器，該裂縫傳感器設置在橋梁的裂縫測點。

本實用新型的有益效果是：與現有技術相比，本實用新型相對于目前的多功能橋梁安全監測系統具有以下優點：