桥梁道路监测管理系统
宁波市城市桥梁监测管理中心系统综述 张一林 项毅帅 陈企
宁波市城市桥梁监测管理中心系统综述张一林项毅帅陈企摘要:监测平台系统是一个集约高效、技术先进、易于管理、开放兼容、实用经济、符合城市桥梁管理需求的初步的现代化、信息化城市桥梁管理平台;监测综管理同桥梁监测系统的统一集中管理;宁波市城市桥梁监测中心的建立是这一领域内走出的一大步,为各地相关类型管理中心的建设提供了一个很好的样板。
关键词:健康监测;信息化;集中化;综合养管宁波市水系发达,市区中三江汇聚,拥有多座形态各异的跨江大桥以及上百座中小桥梁。
至2016年底,属于宁波市市政管理处管辖桥梁(市管)已达210座。
根据宁波市城市总体规划,至2020年市管桥梁预计将达到近300座,高架桥数十公里(其中大型桥梁将达101座,跨江大桥39座,互通式立交25座,分离式立交37座),此外还有几百座桥梁隶属于区级行政部门管理。
这些桥梁为宁波经济发展作出大力贡献的同时,也对桥梁管理工作提出了更高的要求。
目前的桥梁管养工作难度大、要求高,存在一系列具体问题需要解决,这些问题迫切需要适宜的监测系统进行科学管理,并对城市桥梁管理模式进行转变,同时由于桥梁设计单位多元,监测系统设计各异,亟需整合资源,统一监测系统设计标准。
因此,经多方论证及研究,市政府决定对宁波市的城市桥梁建立统一的桥梁监测中心,进行集中式、专业化管理。
一、系统简介监测平台系统是一个集约高效、技术先进、易于管理、开放兼容、实用经济、符合城市桥梁管理需求的初步的现代化、信息化城市桥梁管理平台。
可对市区多座重点桥梁进行在线监测集中式管理、对市管桥梁进行巡检养护信息化管理及安全预警等综合管理,可与智慧城管平台等多部门共享交通信息,进行联动管理,预留其他重要市政设施在线监测系统接口,共享监测管理信息,实现我市城市设施的智能化管理。
系统建立了基于桥梁巡检养护综合管理系统(包括电子人工巡检子系统)等系统的桥梁全寿命期信息化“档案”、日常桥梁管理工作平台,建立了基于桥梁地理信息系统等的电子化人工巡检体系、常规定期检测体系,建立了桥梁安全预警系统及交通实时监控系统的市管桥梁预警监测体系。
公路桥梁管理系统用户手册新完整版
公路桥梁管理系统用户手册新HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】中国公路桥梁管理系统V12 China Bridge Management System用户手册北京新桥技术发展有限公司地址:北京市海淀区西土城路8号院22号楼224室邮编:100088引言欢迎使用新版中国公路桥梁管理系统V12。
此系统在操作平台、用户界面、交互方式、处理功能、输入输出方式等方面均与以前所有版本都发生了本质的变化,使用更方便,效率更高、稳定性更好。
它使用.Net Framework 开发平台,采用B/S架构、AJAX技术、C#开发语言,SQL Server 2008R2关系数据库,新版桥梁管理系统默认三级管理模式,五大管理模块,用户角色权限、模块设置动态可调,通过各项功能模块,配合灵活的输出功能,用户可方便的得到所需的管理内容。
系统结构和界面风格简洁明快,用户工作界面是通过浏览器来实现,主要事务逻辑在服务器端(Server)实现,极少部分事务逻辑在前端(Browser)实现,从而大大简化了客户端电脑载荷,减轻了系统维护与升级的成本和工作量,就目前来说是一次性到位的开发;能实现不同的人员,从不同的地点,以不同的接入方式(比如LAN, WAN, Internet/Intranet等)访问和操作共同的数据库;设置了用户访问权限等级,能有效地保护数据平台和服务器数据库的安全。
B/S架构产品软件系统的改进和升级方式简单,无论用户的规模有多大,有多少分支机构都不会增加任何维护升级的工作量,所有的操作只需要针对服务器进行即可实现远程维护、升级和共享。
新版中国公路桥梁管理系统改善了用户体验,提供了方便快捷的操作,建立健全的公路桥梁养护管理档案,提升了养护单位桥梁养护管理水平,为桥梁管养单位提供养护决策和建议,最终实现公路桥梁科学化、标准化、智能化管理。
目录第一章系统功能说明系统开发环境中国公路桥梁管理系统基于B/S架构设计,使全省各地用户通过浏览器实现远程浏览访问,全省公路桥梁所有信息都存贮在网站服务器,更新情况可以通过网络实时发布,从而实现全省公路桥梁系统的实时动态管理。
桥梁智慧化监测系统设计方案
桥梁智慧化监测系统设计方案设计方案:桥梁智慧化监测系统一、引言随着经济的快速发展,城市交通设施的建设日益重要。
其中桥梁作为城市交通的重要组成部分,其安全性至关重要。
为了提高桥梁的安全性和管理效率,设计了桥梁智慧化监测系统。
二、系统目标桥梁智慧化监测系统旨在实现以下目标:1. 实时监测桥梁的结构安全状态,及时发现结构故障;2. 提供桥梁结构的数据和分析结果,为桥梁管理提供决策依据;3. 基于物联网技术,实现桥梁的远程监控和管理。
三、系统组成桥梁智慧化监测系统由以下几个组成部分组成:1. 传感器网络:通过在桥梁上安装各类传感器,实时采集桥梁结构和环境的数据,如振动、温度、湿度等。
2. 数据采集和存储单元:负责采集传感器数据,并将其存储在本地数据库中,为后续数据分析提供支持。
3. 数据分析和处理单元:通过对传感器数据进行分析和处理,实现对桥梁结构安全状态的评估和预测。
4. 远程监控和管理平台:提供实时的桥梁监测数据和分析结果,支持远程监控和管理桥梁的运行状态。
四、系统功能1. 实时数据采集:通过传感器网络对桥梁的结构和环境进行实时数据采集。
2. 数据存储和管理:将采集的数据存储在本地数据库中,并进行管理和维护。
3. 数据分析和处理:对采集的数据进行分析和处理,提取有用信息,如振动频率、应力变化等,用于评估桥梁的结构安全状态。
4. 故障诊断和预测:通过对数据的分析和处理,实现对桥梁故障的诊断和预测。
5. 实时监控和告警:实现对桥梁的实时监控,并对异常情况进行报警处理。
6. 远程监控和管理:通过远程监控和管理平台,实现对桥梁运行状态的远程监控和管理。
五、系统优势1. 提高桥梁的安全性:通过实时监测和预测,能够及时发现桥梁的结构故障,及时采取措施,提高桥梁的安全性。
2. 提高管理效率:通过自动化数据采集和分析,能够提供桥梁结构的数据和分析结果,为桥梁管理提供决策依据,提高管理效率。
3. 减少人力成本:通过自动化数据采集和远程监控,能够减少人力资源的投入,降低管理成本。
基于大数据的公路桥梁工程设施监测与维护系统
基于大数据的公路桥梁工程设施监测与维护系统随着交通网络的不断发展和城市化的进程,公路桥梁的建设成为了现代社会的重要任务。
然而,桥梁的工程设施与运维过程中存在诸多风险,需要全面的监测与维护系统来确保其安全运行。
基于大数据的公路桥梁工程设施监测与维护系统的出现,为桥梁管理部门提供了强大的工具,能够实时监控和预测桥梁的结构健康状况,提高桥梁安全性和运行效率。
首先,基于大数据的公路桥梁工程设施监测与维护系统提供了实时的监测和分析功能。
传统的桥梁监测方式主要依赖于人工巡查和传感器数据,这种方式存在效率低下、易出错等问题。
而基于大数据的系统可以实时收集来自传感器的大量数据,并进行实时分析和处理。
这样的系统能够迅速发现桥梁的异常情况,如裂缝、变形等,并及时预警和采取措施,确保桥梁的安全运行。
同时,系统还能够对采集到的数据进行深度学习和模型训练,进一步提高监测的准确性和响应速度。
其次,基于大数据的系统提供了全面的桥梁健康评估和可视化展示的功能。
通过大数据的分析处理,系统能够实现对桥梁的结构健康状况进行全面评估,并生成详细的报告和可视化图表。
这样的功能可以帮助桥梁管理人员全面了解桥梁的结构状况和隐患,制定合理的维护计划和预防措施。
此外,系统还可以实时监测桥梁的施工质量,提供整体施工过程的可视化展示,以便于对施工管理和质量控制做出有效的决策和调整。
另外,基于大数据的系统还能够实现桥梁维护过程的智能化。
传统的桥梁维护工作需要耗费大量的人力和物力,且操作复杂,容易出现疏漏。
而基于大数据的系统可以通过对历史数据的分析,预测桥梁的维护需求和周期,优化维护计划和资源分配。
系统还可以对桥梁的维护过程进行实时监控,提供维护指导和自动化工具,使得维护工作更加高效和可控。
此外,系统还能够与相关的维修企业和供应商进行无缝对接,实现维护工作的便捷化和信息化。
最后,基于大数据的公路桥梁工程设施监测与维护系统还可以有效地支持桥梁的修复和改造。
桥梁健康监测系统
桥梁健康监测系统一、前言桥梁是通往城市的重要交通设施,其安全性可以影响到公民的出行安全。
因此桥梁健康监测系统的研发和应用具有重要意义。
本文将介绍桥梁健康监测系统的工作原理、技术特征和应用效果等方面的内容。
二、桥梁健康监测系统的工作原理桥梁健康监测系统是利用传感器等监测设备对桥梁进行实时监测。
通过采集各种信息,通过计算机系统进行分类、筛选、分析和处理,得出极其详尽的桥梁状况分析报告。
桥梁健康监测系统是一种数据采集、传输、存储、处理和可视化的一体化系统,它覆盖了桥梁管理的各个环节,包括设计、建造、运行、维护和修缮等。
桥梁健康监测系统首先将网络传感器分布在桥梁的关键位置上,实时采集不同类型的数据。
传感器包括振动传感器、应变计和温度传感器等,它们可以测量桥梁荷载、变形、应力和温度等信息。
这些数据被实时收集、处理和传输到数据中心,并通过分析软件进行分析、处理和建模,最终生成用于桥梁健康管理的决策支持。
三、桥梁健康监测系统的技术特征1.传感器技术传感器技术是桥梁健康监测系统的核心技术,传感器的选择和布局是系统的关键点。
在传感器的选择上,应根据桥梁的特点、结构和施工规范,合理地选择传感器类型和数量。
在传感器的布局上,应根据桥梁的大小、形状、荷载类型、流动状态和工作环境等条件,确定传感器的位置和数量。
2. 数据源数据源包括传感器、控制器、通信设备和计算机等。
其中传感器是数据源的重要部分,其作用是将实时数据采集并传输到数据中心,控制器用于控制传感器和通信设备的工作,通信设备用于数据传输,计算机用于数据计算和分析处理。
3. 数据管理数据管理包括数据采集、传输、存储、计算、分析和展示等,其目的是将数据转化为信息,为决策提供支持。
数据管理应建立完整的数据库系统,掌握各个时期桥梁的状态,提供全面的桥梁健康状况的评估,同时能够实现数据实时控制、数据存储、提取和分析。
4. 分析算法桥梁数据的分析算法是整个系统的重要部分,其目的是根据监测数据的权值,来反映桥梁当前的健康程度。
桥梁道路监测管理系统
第一章桥梁道路监测管理系统1.1系统总体方案1.1.1系统的总体方案1.1.1.1系统建立的目的和意义危害桥梁正常承载的主要因素包括:(1)结构内力状态的改变(2)结构损伤(3)两种因素综合作用运营健康监测系统必须能够对上述因素进行监测,因此,健康监测系统实施的目的是:(1)随时掌握桥梁结构的内力状态及损伤情况(2)尽早发现桥梁结构面临的危险状况(3)为桥梁结构的养护维修提供依据除了对结构运营状态进行监测外,对桥梁的日常管理养护等工作也纳入综合管理系统,以变实现:管养工作制度化、管养技术现代化、管养决策科学化。
运营健康监测和综合管理系统实施的重要意义在于:(1)能够随时掌握桥梁结构的内力状态及损伤情况(2)能够在桥梁结构危险萌芽阶段发出预警(3)对保障桥梁安全运营具有重要意义(4)能够尽量长地延长桥梁的运营寿命(5)对降低桥梁总体运营成本具有显著效果1.1.1.2结构健康监测系统建立的原则健康监测系统的最主要目的就是发现可能导致结构破坏的病害情况,因此,健康监测系统的建立应遵循以下逻辑原则:(1)研究桥梁结构的各部分将可能面临什么样的病害?这些病害发生的概率是多少?这些病害将导致结构的局部破坏还是整体破坏?(2)研究结构构件的病害有什么表现?这些表现是否能够为监测系统所监测?(3)研究选用何种传感器来监测结构安全?传感器精度是否满足安全预警的要求?传感器布置位置是否恰当,数量是否合理?(4)研究如何对监测信号进行信号处理及分析?如何从监测信号中提取与结构安全直接相关易于为管理人员所理解的结构安全信息或预警信息?从这些逻辑原则可以看出,如何定义结构可能遭遇的危险是整个健康监测系统的基础,我们称这个过程为“结构危险性分析”1.1.1.3结构危险性分析该系统通过危险性分析来确定监测哪些构件及监测方式的方法,避免了健康监测系统中常见的目的性不强、针对性不明确的问题。
所谓结构危险性分析就是系统地分析桥梁中各部分结构所面临的危险、各项危险发生的概率、危险所导致后果严重程度以及各项危险的可监测性等问题。
智能桥梁监测系统的研究与开发
智能桥梁监测系统的研究与开发桥梁作为现代交通基础设施的重要组成部分,其安全性和可靠性对于交通运输的顺畅和人民生命财产的保障至关重要。
随着科技的不断进步,智能桥梁监测系统应运而生,为桥梁的健康状况评估和维护管理提供了有力的支持。
智能桥梁监测系统是一个融合了多种先进技术的综合性系统,旨在实时、准确地获取桥梁在各种工况下的结构响应和性能参数。
它通过在桥梁关键部位布置各类传感器,如应变传感器、位移传感器、加速度传感器等,采集与桥梁结构相关的数据,并利用通信技术将这些数据传输到数据处理中心进行分析和处理。
这些传感器就像是桥梁的“眼睛”,能够敏锐地感知桥梁结构的微小变化。
例如,应变传感器可以测量桥梁构件在受力时的应变情况,从而反映出其内部的应力分布;位移传感器则能够监测桥梁的变形和位移,帮助我们了解桥梁的整体稳定性。
数据传输是智能桥梁监测系统中的重要环节。
传统的有线传输方式在某些情况下可能会受到布线困难、成本高昂等因素的限制。
而随着无线通信技术的发展,如蓝牙、Zigbee、LoRa 等,为桥梁监测数据的传输提供了更加便捷和灵活的选择。
这些无线通信技术具有低功耗、远距离传输、抗干扰能力强等优点,能够确保数据的稳定传输。
在数据处理方面,智能桥梁监测系统需要运用强大的数据分析算法和软件。
首先,对采集到的原始数据进行预处理,去除噪声和异常值,以提高数据的质量。
然后,运用数学模型和算法对处理后的数据进行分析,评估桥梁的结构状态。
例如,通过对比不同时间段的数据,可以发现桥梁结构性能的变化趋势;利用有限元分析方法,可以模拟桥梁在各种荷载作用下的响应,与实测数据进行对比,从而判断桥梁是否存在潜在的安全隐患。
为了更直观地展示监测结果,智能桥梁监测系统通常配备了可视化界面。
这个界面可以以图表、曲线、三维模型等形式呈现桥梁的监测数据和分析结果,让桥梁管理人员能够一目了然地了解桥梁的健康状况。
例如,通过颜色的变化来表示桥梁不同部位的应力水平,或者以动态曲线展示桥梁的振动情况。
桥梁智能监测系统
目前制 约
智 能 桥 梁发 展 的 主 要
技 术难题 关 键 词 】 能 桥 梁 系 统 桥 梁 监 测 监 控 系统 计 算机 管 理 综 合 技 术 智
一
、
概述
五
,
塞和污染
、
,
从 而 提 高桥 梁 交 通 运 输 效率 的 综合 系 统
,
。
桥 梁 智能 监 测 系统
是 以 桥 梁 结 构为 平 台 通监控
指 采 用 信 息处 理
人
、
通信
控制
、
电子 等 先进技 术
,
使
阻
智能桥 梁 系统 主要 包括 以 下 几项 技术
、
车
、
桥 更加协 调 地 结合 在一 起 减 少 交 通 事故
、
传 感器 及 数据 采 集
、
预 处 理技术
传感 器及硬
件 开发
、
系统 将 向 网 络 传输
、
一
、
班
、
多 媒 体通 信 网
。
。
监 控 的主系 统
桥 梁 内部 的通 信 网络 设备 与 外 界 的通 信 网络 相 联 在桥 梁 结 构 上 的相 关
,
环 境监 测 系 统
、
系 统集 成
、
是 将 桥 梁 内不 同 功 能 的智能 逻 辑 上 和 功 能 上 连 接 在一 起
。
,
部 位 设 置 温度
助系 统
、
湿 度 传 感 器 及 风 力 风 向检 测 仪
。
以期
,
并设 置 警 报 系 统
是桥 梁 健 康 监 控 的 辅 助 是 数据
、
确保 桥 梁 安 全 运 营
桥梁健康监测管理系统设计方案
桥梁健康监测管理系统设计方案为进一步提升我区设施部门对桥梁及智能化监管能力,同时响应考核要求,在建设市政综合监管平台的同时,同步完善綦江区桥梁健康监测管理系统的建设。
桥梁健康监测系统与智慧市政平台实现数据与统计结果的对接,一下为桥梁健康监测系统的详细情况:第一章系统功能架构根据桥梁监测系统的目的,本项目设计分为自动化传感监测子系统、数据存储与管理子系统、基于监测结果的综合预警和安全评估子系统、用户界面子系统4部分,分别为:1.自动化传感监测子系统本系统包含以下三个模块:(1)传感器模块:传感器是指能感受规定的被测物理量,并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,其基本功能是检测信号和信号转换,通过传感器将各类监测信号转换为电(光)信号。
传感器处于监测系统的最前端,用于获取监测信号,其性能将直接影响整个健康监测系统,对测量精确度起着决定性作用。
(2)数据采集与传输模块:将监测信号转换为数字信号并完成远程传输。
(3)数据处理与控制模块:将监测信号进行预处理以及二次处理以向其它子系统提供有效的信息源或力学指标,根据需要设定程序控制监测参数的采集。
2.数据存储与管理子系统将监测信号进行预处理以及二次处理以向其它子系统提供有效的信息源或力学指标,根据需要设定程序控制监测参数的采集。
通过该子系统可实现整个健康监测所有数据的平台管理工作,完成数据的归档、查询、存储等操作,在系统全寿命期内统一组织与管理数据信息,为系统维护与管理提供便利,也为各应用子系统提供可靠的分布式数据交换与存储平台,方便开发与使用。
3.基于监测结果的综合预警和安全评估子系统通过该子系统实现根据监测数据进行结构状态与损伤识别,并综合识别的结果对结构的安全使用状况进行预警评估。
具体为:能够对监测及识别的结果进行趋势对比、分析与预测;对结构变形等监测参数建立明确的预警指标,能够对监测结果进行分级预警;通过人工干预综合各种监测数据、定期测量信息、内力状态信息对结构进行综合评估。
公路桥梁健康监测系统优化
公路桥梁健康监测系统优化公路桥梁作为交通运输的重要基础设施,其安全和可靠性对于经济发展和社会稳定至关重要。
为了确保公路桥梁的长期稳定运行,健康监测系统应运而生。
然而,随着技术的不断进步和实际应用中的需求变化,现有的公路桥梁健康监测系统仍存在一些不足之处,需要进行优化和改进。
一、公路桥梁健康监测系统的重要性公路桥梁在长期使用过程中,会受到车辆荷载、自然环境等多种因素的影响,导致结构性能逐渐退化,出现裂缝、锈蚀、位移等病害。
如果不能及时发现和处理这些问题,可能会引发严重的安全事故,造成人员伤亡和财产损失。
因此,建立公路桥梁健康监测系统具有重要意义。
通过对桥梁结构的实时监测,可以及时获取桥梁的工作状态信息,如应力、应变、位移、振动等。
这些数据能够帮助工程师和管理人员了解桥梁的健康状况,评估其安全性和可靠性,为桥梁的维护、管理和决策提供科学依据。
同时,健康监测系统还可以预警潜在的安全隐患,提前采取措施进行防范,保障桥梁的正常运行和公众的出行安全。
二、现有公路桥梁健康监测系统存在的问题尽管公路桥梁健康监测系统在保障桥梁安全方面发挥了重要作用,但目前仍存在一些问题需要解决。
1、传感器精度和可靠性不足传感器是健康监测系统的关键组成部分,其精度和可靠性直接影响监测数据的质量。
然而,现有的传感器在长期使用过程中容易受到环境因素的干扰,如温度、湿度、电磁干扰等,导致测量误差增大,甚至出现故障。
2、数据采集和传输存在瓶颈随着监测点数量的增加和监测频率的提高,数据采集和传输的工作量也越来越大。
目前,一些监测系统的数据采集和传输速度较慢,容易出现数据丢失和延迟的情况,影响了监测数据的完整性和实时性。
3、数据分析和处理能力有限监测系统采集到的大量数据需要进行有效的分析和处理,才能提取出有价值的信息。
然而,现有的数据分析方法和工具还不够完善,难以准确识别桥梁结构的病害特征和发展趋势,导致监测结果的准确性和可靠性受到一定影响。
桥梁智慧管理系统设计方案
桥梁智慧管理系统设计方案一、引言随着社会的发展,城市交通的流动性需求越来越强。
桥梁作为城市交通的重要组成部分,其安全与可靠性对整个交通系统的运行起着关键的作用。
为了确保桥梁的正常运行和安全性,在传统的维修和管理方式下,必然会面临时间耗费多、效率低下、成本高的问题。
因此,开发一套智慧化的桥梁管理系统,能够有效地提高桥梁的维护效率和运行安全性,具有重要的意义。
二、系统设计目标1. 提高桥梁管理的效率:通过智能化技术,实现对桥梁的实时监测和数据采集,减少人工调查和巡查的频次,同时提高管理人员的工作效率。
2. 实时监测桥梁状况:通过传感器技术,监测桥梁的结构、温度、振动等参数,实时采集数据,并进行分析,及时发现潜在问题,提前预警。
3. 强化桥梁维护管理:根据实时监测的数据,制定桥梁维护计划,并预测桥梁的寿命,合理安排维修工作,降低维修成本,延长桥梁使用寿命。
4. 提高桥梁运行的安全性:通过智能监控系统,及时发现桥梁的结构异常和损坏情况,预防事故的发生,保障交通安全。
三、系统架构设计智慧桥梁管理系统主要包括以下几个模块:1. 传感器模块:安装在桥梁上的各类传感器,负责监测桥梁的结构、温度、振动等参数,并将数据传输给数据采集模块。
2. 数据采集模块:负责接收传感器模块传输过来的数据,进行整理和存储,并提供数据共享和传输接口。
3. 数据分析模块:对采集到的数据进行分析和处理,通过算法模型判定桥梁的健康状况,并提供报警和预警功能。
4. 远程监控模块:通过互联网技术,将桥梁的实时数据传输给监控人员,实现远程监控和控制。
5. 维护管理模块:根据数据分析结果,制定桥梁的维护计划,并安排维修人员进行维修工作。
6. 用户界面模块:为管理人员和维修人员提供用户界面,方便对系统进行操作和管理。
四、系统特点1. 实时性:通过传感器实时监测桥梁的参数,并通过互联网技术实时传输给管理人员,实现对桥梁的实时监控和管理。
2. 预测性:通过数据分析和算法模型,对桥梁的健康状况进行预测和评估,提前发现潜在问题,并提供相应的预警功能。
铁路桥梁检测监测管理系统
铁路桥梁检测监测管理系统[摘要]在各类铁路桥梁工程中,检测监测技术的应用极为普遍,能够获得准确、全面的桥梁状态数据,从而有效应对桥梁工程的各种安全隐患。
因此,设计了一套兼顾铁路桥梁病害检测、健康监测和施工维修管理的综合系统,希望有效发挥检测监测技术在铁路桥梁管理方面的重要作用。
[关键字]铁路桥梁;桥梁病害检测;桥梁健康监测;桥梁维修施工管理1 概述铁路桥梁检测监测管理系统是以桥梁健康监测系统为基础,辅以无人机巡检系统和线路施工维修管理系统。
通过铁路桥梁检测监测管理系统对桥梁结构进行管理,不仅可以对运营期间的铁路桥梁状态了如指掌,而且可以在发现隐患时及时排除,防止出现更大损伤,可以降低桥梁维修成本,延长其使用寿命。
这样既能保证铁路企业正常的生产运输,减少天窗造成的运输中断,也能及时发现铁路桥梁病害,及时维修处理,保证桥梁设施和行车运输安全。
2 铁路桥梁检测监测系统结构框架铁路桥梁检测监测管理系统框架如图3.1所示,将系统分为四层进行设计,从底层的数据采集层通过网络传输层将检测监测数据传输到进行数据存储处理的数据核心层,最后到人机交互的应用层。
图3.1 铁路桥梁检测监测管理系统框架图3软件设计3.1 B/S架构B/S架构是一种全新的网络架构,这种框架下不需要用户在电脑上安装额外的软件,只需要通过浏览器访问即可以实现系统的管理使用。
B/S模式将系统的功能实现全部集中在服务器上,对用户方的PC配置要求降低,数据处理过程与结果展示进一步分离,让客户端不需要升级更新等操作,简化了系统的开发维护等工作,从而提高了软件的可扩充性,大大降低了应用维护量,节约了开发维护成本。
3.2 PHP技术PHP是一种运行于服务器端的通用开源脚本语言,被广泛应用于Web开发。
相较于其他热门Web开发语言PHP的优势有三点。
第一,开发周期短,可快速开发Web应用。
第二,学习成本低。
PHP语法简单,方便学习掌握。
第三,跨平台性能好。
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第一章桥梁道路监测管理系统
1.1系统总体方案
1.1.1系统的总体方案
1.1.1.1系统建立的目的和意义
危害桥梁正常承载的主要因素包括:
(1)结构内力状态的改变
(2)结构损伤
(3)两种因素综合作用
运营健康监测系统必须能够对上述因素进行监测,因此,健康监测系统实施的目的是:(1)随时掌握桥梁结构的内力状态及损伤情况
(2)尽早发现桥梁结构面临的危险状况
(3)为桥梁结构的养护维修提供依据
除了对结构运营状态进行监测外,对桥梁的日常管理养护等工作也纳入综合管理系统,以变实现:管养工作制度化、管养技术现代化、管养决策科学化。
运营健康监测和综合管理系统实施的重要意义在于:
(1)能够随时掌握桥梁结构的内力状态及损伤情况
(2)能够在桥梁结构危险萌芽阶段发出预警
(3)对保障桥梁安全运营具有重要意义
(4)能够尽量长地延长桥梁的运营寿命
(5)对降低桥梁总体运营成本具有显著效果
1.1.1.2结构健康监测系统建立的原则
健康监测系统的最主要目的就是发现可能导致结构破坏的病害情况,因此,健康监测系统的建立应遵循以下逻辑原则:
(1)研究桥梁结构的各部分将可能面临什么样的病害?这些病害发生的概率是多少?这些病害将导致结构的局部破坏还是整体破坏?
(2)研究结构构件的病害有什么表现?这些表现是否能够为监测系统所监测?
(3)研究选用何种传感器来监测结构安全?传感器精度是否满足安全预警的要求?传感器布置位置是否恰当,数量是否合理?
(4)研究如何对监测信号进行信号处理及分析?如何从监测信号中提取与结构安全直接相关易于为管理人员所理解的结构安全信息或预警信息?
从这些逻辑原则可以看出,如何定义结构可能遭遇的危险是整个健康监测系统的基础,我们称这个过程为“结构危险性分析”
1.1.1.3结构危险性分析
该系统通过危险性分析来确定监测哪些构件及监测方式的方法,避免了健康监测系统中常见的目的性不强、针对性不明确的问题。
所谓结构危险性分析就是系统地分析桥梁中各部分结构所面临的危险、各项危险发生的概率、危险所导致后果严重程度以及各项危险的可监测性等问题。
广雅大桥的主要结构构件包括:系杆、吊杆、主梁、拱肋、非通航孔桥和下部结构。
应根据这些构件的受力特点、材料特性、使用环境等对其进行充分的危险性分析才能够确保健康监测系统的针对性和实用性。
危险性分析通常需要通过大量类似结构的调查并综合考虑本工程的环境及受力特点同时结合必要的结构分析计算才能够得到比较可靠的结论。
通过结构危险性分析我们可以非常明确我们需要监测那些构件、这些构件的重点监测部位、监测内容及监测频率等。
健康监测的监测手段大体可以分为:力学指标监测,损伤直接检测(包括人工目视巡检及无损监测)两种手段。
在指定各构件采用的监测手段一般应综合考虑危险性的程度、监测的经济性和有效性等问题。
健康监测的监测手段大体可以分为:传感器在线监测,人工巡检(包括人工目视巡检)两种手段;一般而言传感器在线监测具有连续把握监测对象的特点,但其经济代价大,且对诸如钢材锈蚀、混凝土开裂等病害难以监测到;人工定期巡检能够比较容易发现结构的早期病害造成的外观变化,且一次性投入相对较小,但其不具有连续及实时性。
1.1.1.3.1吊杆的危险性分析及监测策略
吊杆锈蚀断丝是该桥的主要病害,其断丝隐蔽性强,应考虑对其进行监测。
吊杆结构危险性分析的主要结论是:
(1)大范围的吊杆断丝将导致主梁的危险,应对吊杆的索力进行监测;
(2)局部吊杆的断丝甚至整根破坏不会导致结构的整体危险,通过人工目视定期检查吊杆PE及锚具并结合部分吊杆的索力监测等是较为经济可行的方案;
(3)从把握主梁内力的角度出发应对部分吊杆进行索力监测。
1.1.1.3.2主梁的危险性分析及监测策略
本桥的加劲梁采用格子梁,其直接承受车辆荷载且为吊杆(拉索)体系柔性支承。
因此,对其安全状态的把握不仅在于病害的监测,还在于其内力状态演变的监测。
主梁恒载内力的演变主要来源以下几个方面:
(1)主梁的变形;
(2)吊杆刚度(索力)的变化;
(3)基础的沉降。
主梁结构危险性分析的主要结论是:
(1)主梁内力状态的改变将有可能导致主梁的整体破坏,应加强对其的监测;
(2)主梁在由于内力状态改变而发生危险前会产生显著恒载变形,可以通过变形的监测并辅助吊杆索力的监测来进一步确定及明确原因。
(3)主梁局部病害的监测可以考虑采用人工目视巡检及人工无损监测设备检查的方式进行。
1.1.1.3.3非通航孔的危险性分析及监测策略
非通航孔桥采用预应力混凝土连续梁,其病害主要来源于混凝土的劣化、基础沉降、预应力体系的病害等。
上述病害均属于缓慢发生过程且均伴随较为明显的外观变化,因此,引桥的监测将采用人工定期目视巡检的方式进行。
1.1.1.3.4下部结构的危险性分析及监测策略
本桥下部结构主要是基础沉降带来的危害,因此,可以通过人工定期沉降观测就可以避免此类病害的发生。
1.1.1.3.5非主要结构的危险性分析及监测策略
本桥的非主要结构的监测主要包括收缩缝、支座、路面等。
伸缩缝的破坏设置堵塞可能会导致结构内力状态的改变,但考虑到收缩缝破坏、堵塞一般不足以导致其它结构的破坏且能够比较容易通过人工目视巡检来加以检查,因此,不对其进行传感器监测。
本桥支座病害一般情况下不足以导致结构其它部位的破坏,只有当支座纵向位移受到意外限制时可能导致主梁、桥墩的开裂甚至破坏。
因此,对支座可以通过人工巡检加以检查。
路面的病害属于局部问题,对其只需通过人工巡检加以检查即可。
1.1.1.4系统建立的总体思路
(a)采用传感器在线监测与人工巡检的方案;
(b)传感器系统侧重于结构总体内力状态的把握;
(c)人工巡检侧重于局部损伤的探明;
(d)利用综合评估系统将二者结合起来;
(e)各项监测参数必须进行较为完善的后期处理才能够用于评估结构安全状态。
图1.1.1 健康监测系统总体思路
1.1.2系统集成及流程的方案
1.1.
2.1系统集成
该方案的总体系统集成框图如图1.2.1所示。
图1.2.1 运营监测和综合管理系统集成总体框架图
在上述系统总体框架中各部分的主要工作内容及关联关系分述如下:
○1传感器子系统完成应变、结构温度、索力、几何变形环境等参数的参数采集工作。
○2数据采集与传输系统负责传感器信号的采集、调理、预处理、传输等。
○3数据处理与控制子系统将采集系统收集到的数据进行预处理后提交给后续子系统使用。
○4由传感器子系统、数据采集与传输子系统、数据处理与控制子系统共同构成了桥梁智能健康监测中的信息自动采集系统。
○5结构健康评估子系统主要对获取的各类信息进行相应的信息处理(包括进行有模型的数据分析与和无模型的数据统计)从而获得结构健康的信息,并且将这些信息以直观的形式向桥梁的管理者提供。
结构健康评估子系统包括:结构状态与损伤识别模块,结构健康综合评估模块。
结构状态与损伤识别模块主要完成基于静力测试数据的内力状态的识别、基于静力测试数据的损伤识别以及基于动力测试数据的损伤识别等工作。
结构健康综合评估模块主要根据监测信息(来源于信息自动采集系统)以及巡检信息(来源于养护管理系统)并结合状态与损伤识别模块的分析工作来对结构进行综合的健康状态的评估并对危险状态进行预警。
○6中心数据库子系统:由于结构健康安全监测及综合管理系统数据量庞大,数据信息的种类繁多,有多个系统共享数据信息,同时要支持分布式的处理与访问,也要支持多并发用户的操作,并且数据的安全性极为重要。
通过建立系统的中心数据库子系统,统一管理与组织数据信息,给系统的维护与管理提供便利,也为各应用子系统提供可靠的分布式数据交换与存储平台,方便开发与使用。
○7户界面子系统:安全监测系统由诸多子系统及功能模块组成,若各子系统及功能模块均采用各自的用户界面系统,用户操作就极为不便,因此必须建立统一的用户界面系统。
用户界面子系统主要实现诸如向用户提供操作及管理界面、向用户提供数据展示、提供系统的远程访问接口、向用户提供报告等功能。
○8人工巡检养护管理子系统:由于用于总体结构状态判别的方法无法发现一些局部损伤,为了尽早检测到基于传感器监测识别系统无法发现的局部损伤并适时加以维修,根据前面的系统设计思路,将巡检养护管理子系统与常规健康监测系统融合,可形成更为实用的桥梁智能健康监测系统。
根据本项目的情况,应专门编制针对本桥的人工巡检养护手册。
1.22传感器子系统
1.2.1传感器布设原则和总体方案分析
1.2.1.1索力监测传感器的选择
拉索构件索力长期在线监测的传感器必须满足以下基本要求。
(1)在螺母及锚垫板具别一定粗糙度及不平整的情况下保证足够的精度;
(2)在螺母与传感器接触部分尺寸加工存在较大误差时保证足够的精度;
(3)在承受偏心荷载时保证足够的精度;
(4)高度尽量小,重量尽量轻,安装方便;。