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桥梁、隧道实时动力监测系统
发布时间:2016.06.13  浏览次数:

     桥梁、隧道是高速铁路、城市轨道交通、城市综合管廊等国家重要基础设施中的主要承载结构。桥梁、隧道的结构构造、承载工况复杂,再加上环境、气候腐蚀的影响、材料老化等因素,桥梁结构的健康状态将逐渐变化,在服役过程中也将发生不同程度的损伤。因此,如不能对桥梁、隧道结构的健康状态进行及时监测评估,则难以及时发现并消除局部结构损伤造成的隐患,影响桥梁、隧道的寿命,甚至危及行车安全,造成灾难性的事故、重大人员和经济损失。

  目前,国内一些重要公路桥梁以及干线铁路的重要桥梁上建立了健康监测系统,如香港的青马大桥、虎门大桥、江阴大桥等。但由于目前市场上主流产品在基础数据采集和传输、智能诊断和判别方法、预警精度等应用和技术方面存在的局限性,桥梁健康状况监测系统还未能得到运营部门的广泛接受和推广。

  公司与科研机构、高校紧密合作,依托国际前沿的桥梁振动研究项目和相关科研成果,研发领先于市场同类产品的桥梁振动实时监测与安全预警系统。整个系统包括五个子系统:数据采集系统,数据传输系统,数据处理系统,安全评估系统和预警系统,基本构成如图所示。


桥梁实时监测与预警系统框图

       该系统集结构动力监测、系统辨识和结构评估于一体,采用各种先进的测试仪器设备对桥梁在外界各种激励(包括交通荷载、环境荷载等)下的各种响应进行监测,然后对监测到的各种信息进行处理,并传输到控制中心,维管人员将结合结构模型等知识对结构进行诊断,分析结构的损伤状况,最后对桥梁结构的健康状态进行评价,并适时发送预警信息。相比同类产品具有以下显著优势:

A.数据采集子系统采用基于军工转化技术的高精度振动传感器和采集器,性价比高,抗静电干扰、耐腐蚀性、温湿度等指标均满足桥梁现场恶劣环境要求。

B. 数据传输子系统采用最先进的3G无线网络传输技术,无需在桥梁现场设置控制室。节省建设资金,提高桥梁监测维管的工作效率。

C. 数据处理子系统可快速进行数据预处理,剔除无效数据,节约存储资源。

D. 基于最新理论研究成果的安全评估子系统对桥梁进行动力监测,采用高精度的SSI和p-LSCF计算模型、对桥梁进行实时在线的模态分析与评价。为有效去除温度对频率变化产生的影响,采用统计回归的PCA和MLR方法去除环境的不利影响提取有效损伤指标,利用Novelty Analysis的方法探测结构的早期损伤。专家组可通过计算机终端在远程进行桥梁安全评估;为安全评估指标与桥梁损伤补救措施的及时制定提供强大的支持。

E.预警子系统采用了自动预警和纠错功能,提高报警精度,节省桥梁维管的人力资源和运维成本。

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