[發明專利]基于三維建模仿真的大型橋梁結構健康監測方法有效

申請號：	201110340541.5	申請日：	2011-11-02
公開（公告）號：	CN102435228A	公開（公告）日：	2012-05-02
發明（設計）人：	鐘繼衛;吳巨峰;汪正興;王鑫;葉仲韜;王銘輝;程輝;蔡欣;劉德清	申請（專利權）人：	中鐵大橋局集團武漢橋梁科學研究院有限公司
主分類號：	G01D21/02	分類號：	G01D21/02
代理公司：	北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221	代理人：	魏殿紳;龐炳良
地址：	430034 湖北***	國省代碼：	湖北;42
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于三維建模仿真大型橋梁結構健康監測方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及建筑領域，特別是涉及一種基于三維建模仿真的大型橋梁結構健康監測方法。

背景技術

大型橋梁結構的健康監測系統，服務于橋梁的安全運營狀態監控和養護管理，其設計和構建是一個集各種先進傳感技術、計算機技術、信息技術以及結構力學分析計算、結構狀態評估理論于一體的綜合系統工程。如何構建一個用戶與橋梁結構健康監測系統友好的交互平臺，是一個亟待解決的問題。通過該系統平臺實現將各種數據實時按需求向用戶展示，并且接受用戶對系統的控制與輸入，所要表現的內容包括：傳感器在大橋中所處的位置、傳感器所接收到的數據內容、大橋的結構健康狀態信息。

目前的大型橋梁結構的健康監測系統一般采用二維的方式顯示橋梁圖紙信息，并在上面顯示傳感器的位置、及監測到的數據信息。這種方式中測點空間位置不明確、缺乏幾何空間特性、用戶使用上可操作較差，經常是能看到測點數據，但不能查明數據反映三維結構上哪個部位的物理變化，也由于不能對測點和采集設備進行精確定位，不能實現對現場硬件的控制。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述背景技術的不足，提供一種基于三維建模仿真的大型橋梁結構健康監測方法，能夠對各類傳感器和采集設備進行三維空間顯示，通過精確定位實現對這些硬件設備的采集控制，并模擬顯示橋梁當前的健康狀況。

本發明提供的基于三維建模仿真的大型橋梁結構健康監測方法，包括以下步驟：A、在橋梁上安裝不同的傳感器和采集中心站，對橋梁進行實時測點監控，并將監測數據傳輸到信息控制室，存入服務器數據庫；B、在三維仿真地理信息系統GIS平臺上建立橋梁的三維模型，模擬并顯示橋梁的結構、各測點及各測點的實時監控信息；C、結合各測點的實時監控信息，根據預先設定的評估標準，對橋梁的結構進行健康狀況評估，在三維仿真GIS平臺上對評估結果進行仿真顯示，模擬橋梁結構的健康狀況；D、在三維仿真GIS平臺上，對橋梁上的傳感器和采集中心站進行定位，調整傳感器和采集中心站的采集參數，實時反饋控制現場的傳感器和采集中心站的運行。

在上述技術方案中，步驟B中所述建立橋梁的三維模型的過程如下：利用CAD軟件構建橋梁的三維實體，利用3DMax軟件建模渲染后導入GIS平臺，分別構建不同橋梁構件的模型，在GIS平臺上調整各橋梁構件的空間位置。

在上述技術方案中，所述橋梁構件包括主塔、主纜、箱梁、懸索、橋墩和錨錠。

在上述技術方案中，所述測點包括全球定位系統GPS、溫度測點、應力測點、梁端位移測點和線形液位測點。

在上述技術方案中，所述三維仿真GIS平臺通過不同的形狀符號和顏色顯示不同測點。

在上述技術方案中，所述形狀包括立方、錐形、圓柱、鉆石形和球形。

在上述技術方案中，所述三維仿真GIS平臺顯示監測測點的方式包括：通過截面顯示、通過界面顯示、通過平臺自帶的只讀電子表格顯示、及通過所述只讀電子表格導出的EXCEL顯示。

在上述技術方案中，所述傳感器和采集中心站將監測數據通過有線或者無線的方式傳輸到信息控制室。

在上述技術方案中，所述傳感器包括溫度傳感器、應力傳感器和光纖傳感器。

與現有技術相比，本發明的優點如下：

(1)本發明能夠對各類傳感器和采集設備進行三維空間顯示，通過精確定位實現對這些硬件設備的采集控制，并模擬顯示橋梁當前的健康狀況。

(2)本發明能夠更直觀有效的展現橋梁全體風貌、監測測點位置布設、實時監測到的數據信息。

(3)GIS作為采集、存貯、管理、分析和顯示與地理分布有關數據的有效工具，能同時管理空間信息和屬性數據，將GIS技術引入到橋梁結構監測中，能夠實現集中管理各種與橋梁有關的信息，提高系統的功能、改善系統與用戶之間的交互。