大型桥梁结构智能健康监测系统集成技术分析

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　　摘  要：随着我国交通行业的飞速发展，我国建设了大量大型桥梁工程，大型桥梁工程在建设过程中会受到各项因素影响，这会导致道路桥梁工程的建设期间出现各种问题。因此，在大型桥梁工程建设中，相关部门要将结构智能健康监测系统应用在大型桥梁工程中，加强对集成技术的研究，提高大型桥梁工程质量，从而为人们提供一个良好的交通环境。
　　关键词：大型桥梁工程;监测系统;集成技术;健康监测
　　Abstract： With the rapid development of China's transportation industry， a large number of large-scale bridge projects have been built in our country. Large-scale bridge projects will be affected by various factors in the process of construction， which will lead to various problems during the construction of road and bridge projects. Therefore， in the construction of large-scale bridge projects， the relevant departments should apply the structural intelligent health monitoring system to large-scale bridge projects， strengthen the research on integrated technology， and improve the quality of large-scale bridge projects， so as to provide people with a good traffic environment.
　　近幾年，我国大型桥梁工程不断增多，桥梁工程应用年限的时间延长，桥梁工程在应用期间受外界因素影响，结构会发生老化，大型桥梁工程在交通应用期间，每年都会遭受到一定程度损失，这也就导致大型桥梁工程结构难以满足国家要求标准，可能会引发安全事故，因此，人们提高了对桥梁工程安全问题的重视。在该背景下，大型桥梁结构智能健康监测系统集成技术应运而生，通过对这一技术进行合理应用，可以使人们掌握大型桥梁工程遭受到的破坏情况，从而实现对大型桥梁工程的合理保养，延长工程应用寿命。
　　1 智能健康监测系统应用的意义
　　桥梁结构智能健康监测系统（下文统一简称问检测系统）在具体应用期间，就是对采用无损传感技术，分析桥梁结构情况，科学监测桥梁工程结构，通过对该监测系统进行应用，不仅可以使工作人员对大型桥梁工程整体结构有一个全面了解，依据了解到的情况，完成对桥梁工程结构的维修，而且降低安全事故发生几率[1]。但是，我国科技水平发展缓慢，现阶段的科技水平难以对我国大型桥梁工程的具体情况进行合理监测，在对桥梁工程情况进行监测时，采用的方法落后于桥梁工程建设情况，这也是造成监测系统集成技术落后，在应用过程中取得的结果不理想的主要原因[2]。因此，在大型桥梁工程建设中，相关工作人员要不断研究监测系统，尤其是近几年我国交通行业得到了快速发展，许多桥梁工程建设过程中为了满足交通需求，建设了大量的大型桥梁工程，桥梁工程每天都要行驶大量车辆，这些车辆的荷载会对桥梁工程造成一定破坏，因此，若无法确保大型桥梁工程结构质量，大型桥梁工程在具体应用期间可能会引发严重交通事故，这不仅会造成巨大经济损失，而且还会造成人员伤亡[3]。
　　可见，在交通行业快速发展的今天，对监测系统进行合理应用意义重大。做好监测系统的意义重要体现在以下几个方面：（1）通过对监测系统进行合理应用，能够实现对交通情况的科学管理，为人们财产和生命安全提供保障，例如，在大风环境下，桥梁工程结构受大风影响会发生振动，如果通过监测发现，桥梁振动严重，应当关闭大桥，减小桥梁结构遭受到的破坏[4]。（2）利用监测系统全面监测桥梁工受损情况，精准定位桥梁工程结构出现的问题，对结构遭受的具体损坏情况进行定量分析，实现对桥梁工程在应用期间可能出现的各种事故的合理预防。（3）系统能够对大型桥梁工程在应用期间遭受到的损伤原因进行全面分析，依据分析结果对桥梁工程进行维修，并且要做好安全验收测试。
　　2 监测系统集成技术
　　2.1 监测系统的具体功能
　　对桥梁工程结构进行健康监测时，要对智能传感技术进行合理应用，进而完成对桥梁结构情况的扫面，利用信息采集和处理系统完成对各种信息的输出，这一方面可以确保各项工作的顺利开展，另一方面也可以降低桥梁工程在具体施工期间，各种安全事故的发生几率。在对桥梁结构进行分析期间，若利用安全评估软件后，证明桥梁工程结构只是轻微的损坏或老化问题，监测人员在工作期间加强对其的关注即可，若发现桥梁工程结构出现了较为严重的老化和损伤问题，监测人员要提高对桥梁工程结构整体情况的重视，依据实际情况，及时开展相应的维修作业，确保桥梁工程应用的安全性。
　　2.2 监测系统集成技术方案
　　桥梁结构健康检测系统是有多个子系统工程的一种系统，每个系统在系统中都承担着各自的职责，监测系统集成技术就是实现不同子系统的结合，实现资源共享，使桥梁结构系统管理能够协调统一[5]。需要研究人员注意的是，监测系统集成技术主要通过软件形式呈现，集成系统存在的主要问题集中在软件平台，以及各个功能软件接口上，同时，数据收集系统在整个系统中发挥着重要作用，通过对其的合理应用，能够自动分类监测获取的结果，完成对结果的科学处理，最终选择出一种合理的维修方案，这对于确保桥梁工程的稳定运行来说意义重大[6]。此外，相关工作人员可以对数据库中各项信息内容进行利用，完成对桥梁工程收集情况的分析与研究，快速找到桥梁工程的损失原因和损伤位置，采取合理方式对出现的问题进行处理，避免桥梁工程在日后应用期间出现类似问题。 　　2.3 软件集成技术
　　软件集成技术主要有以下内容组成：（1）子系统软件接口。（2）软件中的数据接口。近几年，监测系统集成技术不断变得更加成熟，这也使该项技术逐渐朝着智能化方向发展，这使相关工作人员的工作变得更加便利，工作人员在实际作业期间可以利用计算机自动监测桥梁工程结构，自动对桥梁工程结构进行监测。
　　3 监测系统在大型桥梁工程中的具体应用
　　3.1 工程概况
　　某大型桥梁工程由主桥和当西引桥构成，桥梁工程一共28跨，桥梁结构长度为694.23m，东引道长为136.58m，西引道长为152.28m，桥梁工程中的主桥采用的为三孔变截面预应力混凝土连续箱梁。
　　3.2 安全监测系统的工程
　　桥梁工程安全监测系统遵循统一的管理模式和思路，对于系统中硬件的选择上要紧密结合桥梁工程的类型、受力、跨度等问题而定，同时，对于采用的系统，还要注意其在应用过程中要具有良好的协调性、可靠性，以及可拓展性等特点。系统在具体应用过程中对无线网络或光纤进行应用，完成信息传输;系统以互联网技术和分布式数据管理系统两项内容作为基础，通过合理方式，将部分监控中心连接成一个统一整体，用户通过合理方式应用系统，用户对系统的配置、控制等各项操作都可以采取远程方式实现，通过监测可以监测到精准数据，在该过程中为了保证最终监测数据的精准性，要采取长期安全监测和人工巡检相结合方式完成相应的监测作业[7]。
　　3.3 具体监测内容
　　主桥桥梁结构上部为预应力钢筋混凝土连续桥梁，其在具体应用期间的典型病害特征就是腹板容易出现裂缝，下挠过大。而通过对桥梁工程的整体情况进行分析可以发现，“竖向变形的最大程度”及“腹板裂缝的最大宽度”都与结构安全性有着紧密联系。此外，桥梁工程在具体应用过程中会发生变形，这种变形可以直接反映桥梁工程在具体应用期间出现的问题，而桥梁结构上出现的裂纹，以及其发展可能会导致桥梁工程中的钢筋出现锈蚀，这会对桥梁结构的耐久性造成影响。
　　3.4 布测监测点需要遵循的原则
　　监测系统的监测功能利用传感系统实现，传感器测点布置在对系统运行的效率和功能都会产生直接影响，因此，布置测点时要遵循下列原则：（1）布置传感器测点时，要经过计算确定传感器布置的具体情况。（2）注重结构特点，以及系统功能，确保传感器布置的合理性。（3）重点把握结构关键部位设计控制指标。（4）针对桥梁工程结构中的裂缝测点布设要依据桥梁工程监测报告中的典型裂缝位置进行科学布设[8]。
　　3.5 在线监测的实现
　　完成测點布置后，安全监控系统在应用期间可以实时的将桥梁工程结构测点位置处的裂分变化数据，以及挠度变化情况的各项数据都及时、准确的传递给桥梁管养部门，如果桥梁工程在应用期间，桥梁工程中的裂缝和挠度受外界因素影响，出现了异常情况，能够进行安全预警，根据结构上存在的裂缝和挠度，分析桥梁工程情况，利用监测系统中获取的部分数据对桥梁工程情况进行反映，具体情况如下：
　　（1）不同传感器数据关联性好，说明获取数据合理、精准。（2）裂缝和位移稳定，这表明在监测期间，桥梁工程运行稳定。（3）随着桥梁工程结构运行时间的延长，桥梁工程在纵向上没有出现位移，这一结果说明桥梁工程在应用期间，其刚度并未发生显著改变，工程在应用期间保持着良好的性能，可以满足应用需求。（4）车辆在桥梁工程中行驶，对桥梁工程造成的影响为瞬时性改变，车辆通过后，桥梁状态恢复，这表明桥梁工程保持弹性工作状态。
　　4 结束语
　　近几年，我国大型桥梁工程不断增多，其成为了我国的一项关键公共建筑，其能够改善交通环境。加强监测系统建设，合理应用检测系统，同时，要加强系统集成技术的研究，从而充分发挥系统的作用。
　　参考文献：
　　[1]王代君，华鹏.大型桥梁健康监测系统数据存储优化设计[J].中外公路，2019，39（05）：176-178.
　　[2]董晓辉.浅谈GPS技术在桥梁工程的变形监测的应用[J].黑龙江交通科技，2019，42（10）：81-82+85.
　　[3]周岳，朱毅，李高堂，等.桥梁智能化健康监测研究现状分析[J].广州建筑，2019，47（04）：3-7.
　　[4]谭雪芹.智能监测系统在某斜拉桥健康监测中的应用研究[J].人民交通，2019（08）：91-93.
　　[5]周伟，蒲涛.探究大型桥梁与隧道工程的健康监测与评估管理系统[J].建材与装饰，2019（05）：256-257.
　　[6]陈祥方，谢忠，罗忠祥，等.基于长期健康监测的公路大型桥梁运营状况评估研究[J].公路交通科技（应用技术版），2017，13（09）：219-220.
　　[7]徐一旻，李盛.结构健康监测系统在大型桥梁运营养护与安全管理中的应用[J].武汉理工大学学报（信息与管理工程版），2017，39（03）：254-258+285.
　　[8]刘志强，李娜，喻言，等.全功能无线同步桥梁结构监测系统的研究及应用[J].传感技术学报，2017，30（03）：484-490.
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