[實用新型]一種基于無線網(wǎng)的橋梁健康監(jiān)控系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720440911.5
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN207231523U
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡志軍;鄭樂淼;朱軍;付勇高;曹文斌;蔡嘉
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫市城市道橋科技有限公司;無錫市市政設(shè)施建設(shè)工程有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 許方

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于自動檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于無線網(wǎng)的橋梁健康監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代理論研究的不斷深入，以及建橋技術(shù)的成熟和完善，各種新材料、新工藝修建的橋梁層出不窮，但隨著時間的推移，任何公路橋梁最終都將成為舊橋；經(jīng)過長期的使用的結(jié)構(gòu)也難免也會因各種原因使結(jié)構(gòu)發(fā)生各種各樣的損傷，存在不同程度的病害和缺陷，需要維修、加固和改造。在維修加固前均需對其進行合理的檢測和評價，得出橋梁的實際工況和承載能力，分析病害、損傷的成因，從而提出有效的維修加固措施。公路橋梁工程造價高，在公路運輸中發(fā)揮著重要的作用。因此，在建橋過程中，總是采取各種措施確保工程質(zhì)量。

橋梁的健康狀況監(jiān)測對于橋梁的安全運行有著重要的意義。與傳統(tǒng)的檢測技術(shù)不同,特殊結(jié)構(gòu)橋梁健康監(jiān)測不僅要求在測試上具有快速大容量的信息采集與通訊能力,而且力求對結(jié)構(gòu)整體行為的實時監(jiān)控和對結(jié)構(gòu)狀態(tài)的智能化評估。

蓉湖大橋全長1056.5m，主橋采用獨塔單索面混合梁斜拉橋，其跨度組合為75m（33.8m+41.2m）+145m。主塔為鋼雙柱獨塔形式，橋面以上高74.3米。橋面寬33m，主橋按雙向四車道布置。橋面橫坡為2%，最大縱坡為2.7%，通航凈高7m。

針對蓉湖大橋結(jié)構(gòu)的復雜性，常規(guī)檢測無法全面評估橋梁健康狀況，并且橋塔處拉索檢測困難，使得橋梁健康狀況難以全面受控。

盡管如此，公路橋梁長期在自然環(huán)境(大氣腐蝕、溫度、濕度變化)和使用環(huán)境(荷載作用頻率增加、材料與結(jié)構(gòu)的疲勞)的作用下，逐漸產(chǎn)生損壞現(xiàn)象。二十世紀六七十年代修建的設(shè)計荷載標準較低的公路橋梁，已經(jīng)運營了四五十年，但仍在使用，在交通量日趨增大，荷載日益增加的今天，舊危橋的檢測評價任務(wù)十分繁重。在不斷提升公路技術(shù)等級的改造和改建過程中，對舊危橋進行監(jiān)測評價和安全預警研究就顯得尤為迫切和重要。

國際上，橋梁安全隱患常造成橋梁損壞導致重大經(jīng)濟損失和人身傷亡事件發(fā)生，如1967年俄亥俄河上的一座主要橋梁倒塌，致46人喪生；1983年美國康涅狄格州的Mianus江高速大橋因橋梁腐蝕和交通循環(huán)載荷引起的疲勞而突然倒塌，橋上數(shù)部車輛墜入江中，造成3死3傷；1994年韓國漢城市中心的圣水特大橋也因內(nèi)部損傷突然倒塌。 美國明尼蘇達州橫跨密西西比河的大橋在2007年8月1日晚突然坍塌，釀成重大事故。證實有4人在塌橋事故中死亡，70多人受傷，另有30多人失蹤。塌橋事故對美國社會造成的沖擊是巨大的。明尼蘇達州這座40年的老橋坍塌不是偶然的，橋梁專家多年前就“診斷”出它在結(jié)構(gòu)設(shè)計上的問題。該州政府于2001年向聯(lián)邦政府運輸部提交過橋梁“體檢”報告。3年后，運輸部據(jù)此對橋梁“健康狀況”進行評估，于2004年認定它存在“結(jié)構(gòu)性缺陷”。盡管如此，有關(guān)方面并未對它采取任何“救治”措施。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對背景技術(shù)的不足提供了一種基于無線網(wǎng)的橋梁健康監(jiān)控系統(tǒng)。

本實用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

一種基于無線網(wǎng)的橋梁健康監(jiān)控系統(tǒng)，包含監(jiān)控終端、匯聚節(jié)點，以及由多個用于采集橋梁參數(shù)的傳感器節(jié)點構(gòu)成的傳感器網(wǎng)絡(luò)，所述傳感器節(jié)點通過匯聚節(jié)點連接監(jiān)控終端；所述傳感器節(jié)點包含風速檢測模塊、光纖光柵應變傳感器、溫度傳感器、加速度傳感器、光纖光柵位移傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、放大電路模塊、微控制器模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、電源模塊，所述風速檢測模塊、光纖光柵應變傳感器、溫度傳感器、加速度傳感器、光纖光柵位移傳感器分別依次通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、放大電路模塊連接微控制器模塊，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、電源模塊分別與微控制器模塊連接。

其中，所述風速檢測模塊用于監(jiān)測橋梁所受風力的風速風向儀，所述光纖光柵應變傳感器用于測量橋梁應力，所述溫度傳感器用于測量橋梁局部溫度，所述加速度傳感器用于測量橋梁震動量，所述光纖光柵位移傳感器用于監(jiān)測橋梁主橋塔位移。

作為本實用新型一種基于無線網(wǎng)的橋梁健康監(jiān)控系統(tǒng)的進一步優(yōu)選方案，所述電源模塊包含市用電源模塊、光伏電源模塊、交流適配器、蓄電池，所述市用電源模塊通過交流適配器連接蓄電池，所述光伏電源模塊通過蓄電池連接微控制器模塊。

作為本實用新型一種基于無線網(wǎng)的橋梁健康監(jiān)控系統(tǒng)的進一步優(yōu)選方案，所述監(jiān)控終端包含控制模塊以及分別與其連接的數(shù)據(jù)接收模塊、液晶顯示屏、存儲器模塊、時鐘模塊、Web應用終端和供電模塊。