[發明專利]基于北斗系統的大跨徑橋梁形變實時監測方法

有效

• 申請號: 201611071126.3
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106767664B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 石正雄;張若鋼
• 申請（專利權）人: 中南安全環境技術研究院股份有限公司
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G06F16/22;G06F16/21;G06F16/28;G06F16/25;G06F16/248;G06F16/245;G06F11/14;G06Q50/08
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 張麗;董建林

本發明提供一種基于北斗系統的大跨徑橋梁形變實時監測方法，包括數據采集；數據處理：云計算數據中心基于云計算環境對原始數據依次進行差分處理和濾波處理，實現對原始數據的實時解算，得到解算后的橋梁形變數據，并將原始數據和解算后的橋梁形變數據分別存儲至數據庫中；數據存儲和管理。該方法在橋梁形變發生異常時，通過北斗定位系統實時、精確的拾取其結構的某些局部和整體的參數，識別其與正常狀態不同的特征，以確定損傷的位置及相對的程度，做出評估與預警；并通過對形變敏感特征量的長期觀測，掌握橋梁性能劣化的演變規律，以部署相應的改善措施，延長橋梁的使用壽命。通過北斗定位導航技術的使用，可極大的提高了監測的準確性和預測評估的可靠性。

技術領域

本發明屬于梁橋形變實時監測系統技術領域，具體涉及一種基于北斗系統的大跨徑橋梁形變實時監測方法。

背景技術

目前，國內外大跨徑連續梁橋運營期間主要病害為跨中過度下撓，腹板斜裂縫、底板裂縫等形變現象。國內對連續梁橋跨中下撓等形變數據采集大量采用的方法和儀器為人工光學測量法、連通管法、引張線法、視頻測像法和全站儀、加速度儀、激光干涉儀、應變儀等。這些方法和儀器都有其各自的優缺點，但存在自動化程度低，工作量大，觀測易受氣候和其它外界條件的影響，容易漏過重要和危險的信號，且數據采集無法在時間上同步等局限性。

現有建成的橋梁健康監測系統對位移等形變測量大多采用衛星定位技術。實際工程應用實踐中，主要應用于斜拉橋和懸索橋等大跨徑復雜橋梁上，而在大跨徑連續梁橋中應用較少，幾乎為零。

現有建成的橋梁健康監測系統在大跨徑連續梁橋監測推廣應用中存在一些比較普遍的問題：現有健康監測系統中監測測試內容較多，沒有專門針對大跨連續梁橋受力特性進行設計，也沒有針對大跨徑連續梁橋形變監測而開發的監測系統；多數健康監測系統位移測量采用的GPS定位系統，由于GPS系統為美國開發研究，存在關鍵技術受限制和數據安全性隱患問題；部分橋梁健康監測系統并不是由橋梁專業人員設計，或者這些設計者缺乏豐富的橋梁檢測與評估經驗，使得其測點的布設不甚合理，導致系統測點布置規模差異性較大，造成關鍵數據缺失；系統各類型傳感器種類繁多，獲取了海量數據，但與大跨徑連續梁橋主要病害無關，造成數據繁多難以處理，不能為橋梁管養人員提供直觀有效的決策依據同時造成投資浪費；大量傳感器壽命和傳輸線路長期使用直接導致監測系統使用壽命的較短，使用效率難以得到保證；健康監測系統龐大，一次性建設費用昂貴，難以普遍推廣。

發明內容

本發明為了解決現有技術中存在的上述缺陷和不足，提供了一種基于北斗系統的大跨徑橋梁形變實時監測方法。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于北斗系統的大跨徑橋梁形變實時監測方法，其特征在于：

數據采集：由北斗地基增強系統和北斗橋梁形變監測站采集橋梁原始數據，然后通過有線光纖網絡、有線互聯網或無線網絡傳輸給云計算數據中心，并由云計算數據中心進行數據分析處理和存儲；其中，北斗橋梁形變監測站根據設置位置的不同分為撓度監測站、橋墩不均勻沉降監測站和伸縮縫變位特征監測站，北斗橋梁形變監測站包括北斗天線、接收機和避雷設備，北斗地基增強系統包括基準站、系統控制中心和用戶數據中心；

數據處理：云計算數據中心基于云計算環境對原始數據依次進行差分處理和濾波處理，實現對原始數據的實時解算，得到解算后的橋梁形變數據，并將原始數據和解算后的橋梁形變數據分別存儲至數據庫中；

數據存儲和管理：

1）采用基于聯機分析處理的數據庫，進行數據管理，實現了對特定分析需求進行聯機數據訪問，同時，為了加快對數據的存儲查詢管理，并突破系統文件大小的限制，數據存儲采用數據分組和分表技術；