桥梁健康监测系统心得体会

桥梁健康监测系统心得体会（精选6篇）

1.桥梁健康监测系统心得体会 篇一

浅谈桥梁结构健康监测

桥梁结构健康监测(对简称:桥监,下同)对于保障桥梁使用功能、安全运行、延长桥梁使用寿命、避免桥梁坍塌和局部破坏等严重事故发生有着重要的现实意义,近年来,桥梁结构健康监测成为国内外学术界、工程界的研究热点,本文阐述了桥梁结构健康监测的概念、监测系统、现状和发展方向.

作 者：欧阳平作者单位：中国中铁大桥局集团第四工程有限公司,江苏,南京,210001刊 名：中国新技术新产品英文刊名：CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS年，卷(期)：“”(4)分类号：U4关键词：桥梁结构 健康监测 监测系统 发展方向

2.桥梁健康监测系统心得体会 篇二

我国桥梁建设已取得的令人瞩目的成, 跻身于世界桥梁大国之列, 并逐步迈向桥梁强国, 同时随着桥梁建设进程的加快, 各类桥梁结构损坏事故也增多起来。因此桥梁的健康监测与预警技术研究成为一项迫切而重要的工程任务和国内外学术界、工程界研究的热点, 建立起完善的桥梁监测系统是非常必要的。然而这一课题仍处于起步阶段, 存在不足之处, 特别是是工程应用远远跟不上需求。

桥梁健康监测与预警系统是由多种学科集为一体的成果, 任何一个部分都同等重要, 且相互牵制影响。本文探讨以一在役斜拉桥为工程依托, 建立基于网络的数字化安全监控系统:包括区域性的分析处理中心、开发相关的数据存贮管理软件、结构计算软件、安全评估软件、基于网络的桥梁状况信息软件, 同时在桥梁上安放相关的数据测试及传输设备, 并联网到分析处理中心, 经过计算机对数据分析计算后, 将相关的结果传送到桥梁养管部门, 达到对桥梁实时监测的目的。

2 桥梁健康监测与预警的关键技术

桥梁健康监测与预警的主要功能是针对桥梁结构在使用过程中出现异常问题可以及时、无误地给出判定结论, 形成一个面向桥梁实时安全监测的信息服务系统。

斜拉桥是通过斜拉索将索塔、主梁连接在一起的超静定结构体系, 斜拉索拉力测试结果的精度将直接影响对整体结构工作状态的判断。虽然大多数斜拉桥实际的索力只是钢索极限强度的40%~45%, 只要索的锚固不出现锈蚀、松动等异常现象, 斜索一般不会发生问题的, 但对于斜拉桥的整体安全评价工作并不仅仅只是限于斜索的安全与否, 而是了解桥梁受力状态的可能出现的所有影响因素。所以测试索力, 并考虑斜索的刚度、垂度、仰角以及温度、风力、雨雪等因素的影响是研究工作和解决的问题重点。

用振动法进行桥梁损伤检测, 可在不中断交通的情况下, 测定前若干阶自振频率和振幅, 来识别桥梁损伤位置和损伤程度。这是桥梁检测研究的热点。目前还有不少问题有待解决。其中一个最大难点是这类损伤识别问题是一种逆问题, 解答往往不是唯一的, 而且也很少能找到直接的求解方法。神经网络在解决诸如此类问题上有着明显的优势。

斜拉桥是一种多构件组成的大型柔性体系桥梁, 其受力和变形受到多种因素的影响, 变化规律也较为复杂。在斜拉桥的实时监控过程中, 由于检测方法和检测设备的不尽完善、周围环境的影响、以及检测人员能力有限, 实时监控所得数据和被测量的真值之间, 不可避免地存在着差异, 这也就是人们常说的误差。为使检测分析数据尽可能接近真值, 尽可能减小误差, 必须对斜拉桥实时监控采集的各参数进行误差分析和评价, 并据此提出一些环境条件影响的测试修正方法, 从而形成供桥梁现行宏观工况检测评价的技术方案, 同时不断完善实时监控系统。

实时监控系统包括结构特征原型数据采集、处理系统、结构健康状况评估及损伤检测系统。其中结构特征原型数据采集、处理系统就是通过对斜拉桥整体结构的受力特点和构件的相关性分析, 确定结构特征控制部位, 并布设相应的传感器, 借助采集控制系统的控制, 分别采集结构在不同时期、各种特定条件下各控制部位在某一时刻时的原型数据。

对结构原型观测数据的误差分析可根据造成误差的原因, 找出其各项误差因素, 并弄清各项误差的性质、量值及影响总误差的方式, 再按误差合成原则将所有误差合成在一起, 确定其综合误差。

由于实时监控所采用的仪器、方法不尽相同, 所得数据的误差产生的主要原因也就不大一样, 因此在对实时监控系统进行误差分析时, 就不能不先对仪器及测量方法的误差进行分析。采用标高等测量的误差分析及修正方法;动态误差修正方法, 在测试结果中是否存在动态误差以及有多大, 就很难判断。其误差只有通过实验进行标定, 并通过一些修正方法加以修正, 以减小测试的误差, 提高测试的精度。

总体结构的评价是在已经获取某些构件评估指标值的基础上, 通过所建立的损伤情况评估模型, 对因损伤造成的破坏程度进行评估。目前国内外尚无统一的桥梁评估指标体系和对各指标的量化等级标准。我们通过损伤的概念, 建立损伤量化的等级量及相应的损伤评估模型, 该模型对于结构损伤评估在实际中的应用具有较大的实用价值。

以索塔顶点的位移为控制点, 来了解全塔的变形情况。从塔顶位移的观测数据, 可看出索塔的偏位情况, 因此可在采集一定的数据量之后, 设置预警界限。梁挠度预警界限包括两个指标, 一是长期实测数据的均值, 另一个是桥面挠度的计算值。当桥面标高变化超出这两个值中任一个值的一定量时均予以报警。根据收集的索力数据资料, 了解到拉索索力值的一般变化范围, 并以变化值超出这一范围一定量时进行异常报警。实际上从理论分析或其它桥梁的工程实践可知, 当全桥仅有某一拉索出现突发性的损坏时, 并不完全会造成全桥结构的危害, 提出预警的目的只为引起养护管理的重视。

单项指标的预警反映的是桥梁局部的损伤情况, 根据单项指标的变化将给出总体结构的评价。在综合各种采集的数据分析后, 对全桥进行的损伤程度的综合性评估, 由建立的量化评估指标等级作为预警参数的设置依据, 它的预警反映了全桥整体损伤程度。我们通过损伤的概念, 建立损伤量化的等级量及相应的损伤评估模型, 先把实测指标按损伤程度分级, 并对不同指标给予不同的权系数。然后逐层向上分析, 最后用综合法可得到全桥损伤的评估等级。

3 桥梁健康监测与预警系统的组成部分

根据桥梁健康监测及安全监控预警系统的技术实施路线, 可由以下五个子系统所组成并通过网络联系而进行工作。自动化数据采集系统:包括传感器模块、数据采集模块和传输模块、数据处理和控制模块。

信号采集与传输系统是将经传感器变换、放大器放大后的信号, 直接以模拟量的方式记录下来或者经过模数转换后以数字量的方式进行记录。另外, 为了达到实时监测或远程监测的目的, 还要将这些数据通过合理的传输方式传送到监控室, 主要的设备包括:信号采集器和网络连接器及连接线等设备。

信号处理及控制系统是对数据采集和传输部分获得的数据信息进行收集、整理、加工、存贮及传播等一系列活动的总和。它的基本环节是进行数据的组织、存贮、检查和维护等工作。主要是通过各种数学手段 (如FFT、误差分析等) 及数据库等解决数据冗余问题, 从而实现数据独立和数据共享, 并解决由于数据共享而带来的数据完整性、安全性及并发控制等一系列问题, 主要的设备包括:数据存储、处理及控制设备。

基于电子化人工检查的养护管理系统:主要是对桥梁运营过程中各级别检查的内容、手段、检查信息进行电子化管理, 能实现归纳结构退化和各类维修费用的功能, 同时还可对档案有效管理及查询。包括人工检查数据的录入设备。

结构状态及损伤识别系统:从数据测量系统获得的数据经初步处理后或在终端上显示, 或直接进入数据库。该子系统的目的是根据各监测项目的特点, 使各种不同类型的数据通过恰当的组织, 被有效地存储起来, 在保证必要信息存储的前提下, 尽量减少数据的冗余度。该部分包括:高性能计算机及分析软件, 必要时进行实时分析处理。

结构安全综合评估系统, 该子系统的功能是根据表观的检测结果及综合监测的结果, 进行标准化评分, 对桥梁的质量、桥梁的安全状态做出综合评估, 为桥梁日常养护或维修加固提供依据。为了能根据有限的监测数据对桥梁的安全状态做出全面的评价, 该系统还应该包括能对结构进行损伤识别的子系统。

上述五个子系统又可以分为硬件系统和软件系统两大类。硬件系统包括自动化数据采集系统中的硬件系统、基于电子化人工检查的养护管理系统中的硬件系统、软件系统中的硬件系统以及控制系统中的电脑硬件系统;软件系统包括计算机系统运作, 信息收集/处理/传送, 结构分析/评估, 信息存储/传送/管理、可视化处理及远程访问等。

4 工程实例

根据上面的技术路线, 在实际斜拉桥的第一阶段系统中安装了索力、挠度采集系统, 风速风况采集系统, 和温度采集系统。全桥4个索面共180根斜拉索, 其中的64根索上安装加速度传感器拾取其振动信号。具体位置是在每个索面的45根索中, 从索塔向两侧第1、4、7、…、19、22、24、27、…、45号索上安全传感器。主梁的跨中、1/4、3/4断面的上、下游侧安装挠度传感器, 共6个。每个塔顶各装一只风速、风向测试仪, 一只温度测试仪, 一只角度倾斜测试仪。另有服务器1台、前端控制器1台。

软件系统包括原始数据采集、数据处理及数据分析为一体的综合型工程。系统具有以下功能:数据采集、数据录入、数据处理、计算索力、计算位移、预警位置、计算方法变换、数据传输、预警系统, 结构安全评价等。

桥梁安全监测已得到普遍的重视, 本系统的使用, 可对桥梁结构在使用过程中出现的异常问题做到及时、准确地给出判定结论, 对桥梁病害起到早发现、早预报、早治理作用, 以确保大型桥梁结构的安全, 延长桥梁寿命, 减少桥梁垮塌造成的重大经济损失及人员伤亡事故。

5 研究展望

桥梁健康监测与预警研究尚处于起步阶段, 许多问题需要进一步深入研究。目前有以下几点值得考虑:

(1) 系统研制成本高, 一桥一例, 没有通用系统。特别是软件, 必须根据不同桥的具体特点, 单独编程。

(2) 桥梁健康监测的核心技术是损伤的识别, 提高精确实现损伤定位具有很大的工程意义。

(3) 传感元件的耐久性也是一个突出的问题。智能传感元件, 例如光栅光纤传感器用于监测系统有着良好的效果, 探索、研究以及在土木工程中的应用有大量工作需要开展。

摘要：结合理论研究, 依托实际桥梁工程, 建立桥梁健康监测与预警系统, 形成一个面向桥梁实时安全监测的信息集成系统, 以对桥梁结构在使用过程中出现的异常问题真正做到及时、准确地给出判定结论, 对桥梁病害起到早发现、早预报、早治理作用, 以确保大型建筑安全, 延长桥梁寿命, 减少桥梁垮塌造成的重大经济损失及人员伤亡事故。

关键词：桥梁健康,监测与预警,斜拉桥,结构状态

参考文献

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3.桥梁健康监测系统心得体会 篇三

载人航天器推进系统健康监测的组件技术研究

为了适应载人航天器推进系统多发动机的.分布式结构,提高健康监测系统的可靠性,应用组件技术构造了分布式多智能组件集成的健康监测系统,给出了组件之间的协调修正和决策算法.原型系统仿真结果表明,该技术比传统的面向对象(OOP)技术更适用于分布式系统,可应用于载人航天器推进系统的健康监测.

作 者：宋政吉 姜兴渭 黄文虎 SONG Zheng-ji JIANG Xing-wei HUANG Wen-hu 作者单位：哈尔滨工业大学,航天学院,黑龙江,哈尔滨,150001刊 名：推进技术 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF PROPULSION TECHNOLOGY年，卷(期)：21(5)分类号：V430关键词：航天器推进 发动机故障 故障检测 分布式结构

4.桥梁健康监测系统心得体会 篇四

由于近年来交通施工量的不断扩大，桥梁建设范围逐渐扩大，桥梁投入到使用中，为人们的出行及生产生活提供便利。由于桥梁建设强度比较大，用到的材料类别比较多，因此在建设过程中必须对整个施工程序进行控制，不断减少影响因素的干预，使其适应建设形式的种种要求。当前桥梁施工存在各种各样的问题，在后续控制和建设过程中必须重视监测和监控技术的应用效果，了解系统建设涉及到的影响因素，并减少影响因素的消极影响，实现工程建设的可持续发展。

1监测和监控技术在桥梁施工中的价值

基于监测和监控技术的特殊性，在整体应用过程中需要将其落实到实践中，满足桥梁施工建设的相关要求。以下将对监测和监控技术在桥梁施工中的价值进行分析。

1.1减少事故发生概率

桥梁建设最重要的是保证工程体系的安全性，在系统后续建设和控制阶段需要不断减少影响因素的影响，使其适应桥梁施工技术的相关要求。在系统建设和优化发展阶段，桥梁建设呈现出阶段性发展的特点，必须充分各种监控技术，满足系统建设的本质性要求。在实际检测阶段和施工前在对预计值有一定的要求，对其进行适当的监测和检查能减少不良事故的发生概率，提升桥梁建设的安全性。

1.2提供科学合理的数据

在系统建设过程中涉及到多方面资料，在后续建设体系控制和发展阶段必须对整个施工过程中进行监测和控制，并利用相关影响因素，对工程体系实现实时监督。钢管混凝土在建设阶段有着积极的意义，要借助受力结构的变化，对其进行具体化分析。基于整个建设形式的特殊性和复杂性，必须对各种情况进行考虑，在施工前对结构形式的实际情况进行分析，并对其进行准确的估计。由于整体控制和发展阶段会出现严重的变形或者其他情况，对其进行适当的监测和监控会减少影响因素的影响，实现管理体系的有序进行。通过实时的对桥梁结构监测，得到建设过程中数据，并且根据监测的数据，及时的对施工过程的控制参数进行调整。

1.3稳定安全应用系统

施工安全控制系统对整个受力结构有一定的影响，在实践阶段要及时对桥梁的安全性和耐久性进行监督和管理。当前随着交通事业的不断发展和优化，交通量、行车速度及荷载等级等存在一定的差异性。如果需要对控制形式进行分析，可以提前对监测点进行分析，在原有控制体系的要求下，必须对其进行适当的监测和监控。在建设桥梁控制阶段需要建立长期观测点，及时为桥梁建设创造条件。建设控制系统对桥梁实际应用形式有一定的影响，必须树立合理的控制系统，保证施工过程的安全性。

1.4积累技术材料

在施工阶段由于干扰性因素比较多，在后期控制和设计阶段涉及到的应用材料比较多，必须对技术材料的类型和应用情况进行分析。桥梁施工设计采用的是新型设计结构和模型，在设计阶段及时对其进行控制能在第一时间计算出受力形式的结构和数据的本质性要求。例如在大跨度钢管结构控制阶段由于干预因素比较多，如果没有对其进行合理有效的控制会出现监控数据不合理的情况，甚至会对现有的受力结构造成影响。在实践过程中应用新型控制技术能起到积累材料的作用，在后期控制和应用阶段起到合理的控制效果。

2监测和监控技术在桥梁施工中具体应用

基于整个施工控制形式的复杂性，在系统后续建设过程中要重视监测和监控技术的具体应用情况，满足实践发展形势的要求，进而达到理想的控制效果。以下将对监测和监控技术在桥梁在施工中具体应用进行分析。

2.1管理功能

随着科学技术的不断发展和优化，监测和控制系统涉及到的内容比较多，针对桥梁施工的特殊性，在后期控制阶段要掌握整体监控系统的实际应用情况。主机控制形式对监控范围内的资源能进行全方面的管理，由于现有应用系统的特殊性和不合理性，为了保证信息应用程序的高效性，要及时对紧急状态进行调整，并通过监控资料的显示内容和资料运行形式收集材料。在系统管理应用阶段由于受到的影响因素比较多，要按照固定设计的相关要求对其进行分析。

2.2控制功能

系统控制和建设功能对桥梁建设有一定的积极影响，在系统后续控制和发展过程中必须对服务器及相关设备进行及时的控制，如果存在控制形式不合理或者开机、关机及重启设备不合理的现象时，可以采用远程控制的形式。远程控制对整个干扰形式有一定的影响，基于远程控制形式的差异性，必须落实监控控制和影响形式。监测与监控系统中允许多个客户端同时进行监控，全方位的控制形式为系统设计提供了便利。

2.3集体控制

在系统控制和应用阶段如果存在管理形式不合理或者干扰形式损坏严重的情况，可以采用集体控制的形式。基于干预形式的特殊性和不合理性，为了实现有序监督和控制，必须应用集约性控制形式，设置不同的监控点，进而实现实时监控。

2.4系统回访

对系统进行回访是监测技术应用效果的重要衡量标准，在系统建设阶段要提前对控制形式进行操控。在监测阶段会收集很多录像资料，要及时对录像资料和干扰形式进行回放，找出关键性问题，并结合实际情况对其进行合理有效的控制。如果存在控制形式不合理或者其他异常情况，可以提前对资料进行审核，便于日后对资料进行审核。

3结语

5.桥梁健康监测系统心得体会 篇五

为让家长深入了解学校，搭建有效的家校联系和沟通桥梁，实现学校教育与家庭教育的结合，形成合力，促进学生健康成长，2014年3月14日下午，xx小学举行了2014学年春季学期家长培训会。

培训会上，学校领导就学校建设规划、学校管理、教育教学、素质教育等方面工作取得的成绩以及社会、家长关注的学生营养改善计划等相关的惠民政策向家长作了介绍，特别就学生的食品卫生、疾病防控、交通安全、防雷避险、溺水防汛的管理等提出了具体要求，副校长曾富贵向家长介绍了xx“春蕾社团”组建方案，希望以此为契机，促进学生全面发展，让农村的孩子也能享受优质的教育资源希望家长多与学校、教师沟通，多理解、支持学校，协力同心，共同教育好、管理好和培养好学生。此外，还对支持学校工作的10位“优秀家长”颁发了荣誉证。

然后，各位家长在各班礼仪队的引领下走进各班教室，各班教师向家长反馈了学生在校的思想道德、学习纪律、行为习惯等方面的具体情况，还就家校之间如何加强联系、密切配合，共同教育管理学生，提高学习成绩等，与家长进行了沟通和探讨，并选举成立了各班家长委员会。

最后，各班推选出了家长委员会代表参加了xx家长委员会第一次全体会议，校长陈洪明确了家长委员会的职责、分工。在随后的交流会上，家长互相交流教育孩子的心得体会，大家对自己感兴趣或难以判断的学生问题互相咨询，共同提高。家长会开成了讨论会、交流会、通气会，气氛相当活跃。许多家长收获很多，同时也加强了家长们之间的了解。家长们也给学校的工作和教育学生的方法、观念等问题提出了不少的意见和建议。这些问题，对以后学校工作的思路是非常有帮助的。

本次家长会增进了学校、家庭之间的了解，增强了双方的沟通和信任，取得了预期的目的。会后，学校行政班子将会对于会中家长提出的意见和建议，做多方面的思考和认真的分析，提出了在今后的工作中进行实践的具体方法。

6.桥梁健康监测系统心得体会 篇六

本文设计的无线监测系统主要包括:①数据转换器;②传感器;③供能(能源)部分;④激励源部分;⑤信号收发装置5 部分组成。

1.1 收发系统的设计

收发系统的组成如图1 所示。其中,该系统采集发送端由传感器出发,然后传输至信号调理电路,由AVR单片机到发送模块,接收端主要由接收模块传输至电平转换,再通过RS232 接口到数据处理器。

1.2 数据采集端的设计

在数据采集系统中,单片机采用8 位AVR式单片机,该型号单片机还自带噪声滤波功能,可以大幅减少错误代码的发生。同时,由于该单片机集成了数据采集、数据传输、数据处理、噪声滤波等功能,结构元件组成数量较少,体积较小,可以很好地满足本系统要求。

1.3 无线数字传输效果

使用本文设计系统,对江苏南京一实例桥梁进行了无线数字传输效果测试,其动态应变测试效果如图2 所示。

2 系统供能设计

2.1 供能方式选择

考虑到无线监测传输稳定性,以及能源清洁性,本文考虑使用荷载压力以及车辆振动共同供能。其中,车辆荷载能量采用W.L.Criity传感器收集,并将能量转化为电能存储在压电铅极陶瓷电源中,该类型电源体积小,外部由陶瓷保护,耐腐蚀性高,使用年限长。该发电机在白天搜集能量较多,可在电源中存储,以供晚上交通量较少,发电不足时使用。

2.2 压电供能原理

压电供能的原理是利用氧化金属做电极,在桥梁表面荷载作用下,电极两端电荷分别向两端运动,从而产生电流发电。根据电力学基本公式,由荷载压力产生的能量为:

其中,Q为电流量,Q= δF,δ 为电荷灵敏度,F为荷载压力;C为电容,C=εε0S /d,其中,ε、ε0分别为普通状态以及真空中电容材料的介电常数,S位两电板产生压电效应的面积,d为两电板之间的距离,如图3 所示。

3 实例分析

取江苏南京某实例大桥作为实例分析计算对象。根据监测,该桥梁正常平均作用荷载为50t,采用压电陶瓷片的电荷灵敏度为600p C/N,ε、ε0分别为2600 和3300,两电板产生压电效应的面积为6 ×10-3mm2。根据式(1),及式(1)中物理量的相关定义,可得到压电陶瓷的电容为:

则在50t荷载作用下产生的能量为:

通过上式分析可知,该实例桥梁每工作1s,则可以产生161.7μW的能量,根据本文监测系统的能耗要求,每秒功耗仅为100.2μW,可见靠压电供能完全可以满足无线监测的能耗要求。

4 结论

桥梁无线监测系统受环境影响较小,系统组成方便,造价低,且容易检修,无须中断交通。本文重点从无线监测系统组成以及无线监测系统供能两方面,详细地设计了桥梁无线监测系统。通过南京某实例桥梁的计算分析可知,该桥梁平均每秒可产生161.7μW的能量,足够满足监测系统每秒100.2μW的功耗,可见通过压电供能建立大型桥梁无线监测系统是可以实现的。本文研究结论可为同类工程提供参考与借鉴。

摘要：一般大型桥梁工程建设于水上,系统监测比较困难,且有线监测费用高、障碍多,受制于天气和交通情况。在此情况下,文章设计了一种针对大型桥梁的无线监测系统,并通过分析其自身供能以及回路组成来分析该无线监测系统的设计与实现。文章研究结论可为大型桥梁健康无线监测提供技术指导和参考依据。

关键词：无线监测,系统设计,能源传输,数据处理

参考文献

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