桥梁健康监测系统的设计与实践

桥梁健康监测系统的设计与实践

王子良

苏交科集团股份有限公司 江苏省南京市 211112

摘　要：近几年，国内公路桥梁正大力推广与应用桥梁健康监测系统建设。该文从健康监测方案设计以及体系设计两大环节着手，详细阐述桥梁健康监测系统中的相关设计内容，详细介绍各类型桥梁监测的关键性内容，设计规划监测系统的中体架构，桥梁监测设计提供帮助。

关键词：公路桥梁；健康监测；系统设计

引言

伴随着国内时代经济的飞速发展，国内公路桥梁设计技术获得显著提升，公路桥梁的发展趋势从以建设为主进展到以管养为主。 最近几年，国民主要采用人工巡检的方法对桥梁实行监测工作，一般情况下是在遇到较为危险的前提下进行监测，而这时桥梁已出现破损，若想进行修复工作将浪费大量的时间与人力。

1 关于国内传统的桥梁健康监测系统的现状

1.1桥梁健康监测数据的可视化功较欠缺

桥梁健康监测系统属于一项专业度极高的技术体系，具有四大显著特点：价值性、海量性、高效性以及多元性，其属于一种集合式的大数据体系。站在桥梁管理部门角度而言，进行监测数据的研究分析属于一项枯燥且复杂的工作，且监测数据分析结果欠缺直观性，专业性的图标众多，因此理解起来极为困难。以此为基础，该怎么成立桥梁健康监测数据的可视化，让监测结构更加明白与直观，并且可充分满足众多人们的要求也是尤为重要。

1.2监测数据的自我诊断与在线处理功能较欠缺

在国内的桥梁健康监测体系中，采集到海量的监测信息数据，且具有繁杂性、海量性以及随机性等特点，所以，也会引发众多和其无关的干预类数据，进而导致监测信息数据欠缺精确度。导致该情况的重要因素是缺少有效与优良的传感设备设施，缺少有效的处理信息传送以及接收的流程，因此，该怎么较好地进行监测数据的自我诊断和在线处理技术也是尤为重要的。

1.3突发事件下的安全评估较为欠缺

在国内的桥梁经营过程中，会出现众多不可预算的突发安全事故，比如：龙卷风、地震、被船舶撞击以及狂风暴雨等危险，这些突发事件均会对桥梁的正常经营引起很大的危害。因此，在进行监测桥梁工作时，需对这些有可能出现的突发事件进行提前的安全质量评估，成立全方位的安全运营管理平台，且能够完成对桥梁正常运营中出现的每一类动画、短消息、电子邮件、声音以及动画等多样式的全方位、可视化的动态监测。不过，现阶段的健康监控系统并无法完成此类型的功能。

1.4 桥梁结构的安全预警监测较欠缺

鉴于桥梁的应用时间均为比较久远，长此以往，会引发各种各样的问题，特别是关于桥梁结构性能的改变问题，对桥梁的正常运用带来极为严重的影响，还引发众多安全质量问题。所以，该怎么做好对桥梁的结构或一些构件的质量安全监测，且充分做好安全预警、质量控制以及问题处理等流程不可小觑，这也是现阶段国内过去桥梁健康监测系统中极为欠缺的功能。

2运用桥梁健康监测系统的重要价值

传统的监测手法及健康保障系统随着科学技术的发展，不过这类型监测方法依旧存在很多欠缺支出，详细表现在如下：

2.1检测方面依旧存在很多盲区，内在很多繁琐结构没办法监测或监测不精准。

2.2过去的人工检测时效性低，没办法随时了解桥梁健康情况，没办法做到提早预警或在遇到突发情况下找到问题之处，没办法给经营期桥梁的保养以及维护提供帮助。

2.3人工记录检测信息数据成效差，主观性极强，没办法将检测数据进行精准以及快速的处理分析与长时间记录和管理。

2.4检测的目标性较差，检测方式以及检测内容较普遍，没有按照桥梁架构特征因地制宜进行监测。

3桥梁健康监测体系建设措施

3．1桥梁健康监测体系设计思维

在进行桥梁健康监测体系设计时需与实际情况相结合，按照所要求的的监测桥梁结构特征、周围环境、造价需求以及体系建设规模等方面来明确桥梁在经营阶段内管控系统的设计、目的、性能、工作环节以及总体框架，且按照监测对象以及性能需明确以下相关内容：

3.1.1与桥梁结构受力情况相结合，明确传感器的型号以及部署方式，进而保障选择的传感器可以对桥梁自身内部情况实行精准监测；创建桥梁整体视频监控体系，针对于桥梁外界情况进行实时视频监测，随时了解桥梁车辆通行情况及外界现状。

3.1.2明确桥梁结构安全评估的方式与预警体系，针对于结构破损、功能老化以及突发事故进行设别或者预警，确保桥梁结构的安全运行。

3.1.3进行健康监测系统时需与人工检测相结合，创建桥梁管理系统，给桥梁管理保养以及维护巩固提供信息数据的帮助。

3.1.4明确信息数据处理和把控体系的信息数据剖析、展示以及存档等需求，进而把控结构功能演化规律，给桥梁结构耐久性以及可靠性提供信息数据的帮助。

3.1.5明确监测的周围环境以及运用负荷，且按照设计标准明确负荷在多种极限状况下部署与幅值等。

3．2桥梁健康监测相关内容

桥梁项目经营环节，其内力和变形状况较为繁杂，且在地震以及风力等负荷作用下，对桥梁结构的耐久性与安全性造成不良影响，所以，一般情况下桥梁健康监测体系监测相关内容包含如下：

3.2.1车辆负荷。车辆负荷时桥梁结构最为重要的经营负荷，也是致使桥梁结构困乏损伤的关键性因素。经过长时间的监测能够给车辆负荷剖析系统记录大规模的信息数据，进而从中获得车辆负荷基础性特点与本质。

3.2.2动态特征。能够体现结构自身健康情况的关键性指标之一就是动态特点，通过监测运用结构参数与损伤设别技术，有利于对桥梁结构健康状态作出判断。

3.2.3地震检测。和过去检测技术相对比，桥梁健康检测体现的关键特征之一就是对偶然性危害进行记载，给灾后评估与振动响应提供帮助，对经营期间的桥梁健康情况评估起到至关重要的影响。

3.2.4环境负荷，包含气温负荷以及风力负荷。因为桥梁尤其是跨度大桥梁结构对风力负荷极为敏锐，风速矢量是最为关键的监测参数。其次，跨度大的桥梁结构对气温负荷反应明显，通过对气温的实时监测，能够得到桥梁温度变化数据，对桥梁经营状况实行剖析和评价提供支持。

3.2.5结构响应。包含应力、索力自己变形等方面。工作人员可实时清楚结构改变情况和变形性质，剖析变形的速度、趋势以及规律，能够提前预警进行处理隐忧。针对于桥墩、主梁等关键性构件与重要部位的受力情况进行检测，能够在第一时间察觉突发情况与局部损伤部位，也是健康监测的关键内容。因为索力与吊杆等重要承重构件的内力直接体现结构状态，所以能够第一时间察觉节后出现破损或状态的改变。

4结束语

总的来说，桥梁健康检测体现不仅是对过去桥梁健康检测技术的升级改造，还是与新时代信息技术有机融合给桥梁健康情况进行检测、评估、剖析以及运用探索，且提供健全的依据，对桥梁经营环节的使用具有重要价值。现阶段桥梁健康监测系统依旧存在不足之处，在很大程度上无法充分满足当下的桥梁建设飞速发展的要求，其在后续发展与运用还需各界一同研究和探索，使得桥梁健康监测系统向更适用、便利以及经济的方向发展，从而更进一步提升国内桥梁健康检测的整体水准。

参考文献

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