智能测力支座及桥梁安全预警物联系统
基于物联网的桥梁安全监测的探讨
1物联网及其应用物联网(Internet of Things,简称IOT)就是“物物相连的互联网”。
这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。
物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。
物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。
因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。
从物联网技术体系结构角度解读物联网,可以将支持物联网的技术分为四个层次:感知技术、传输技术、支撑技术与应用技术。
感知技术是指能够用于物联网底层感知信息的技术,它包括RFID 与RFID 读写技术、传感器与传感器网络、机器人智能感知技术、遥测遥感技术以及IC 卡与条形码技术等。
?传输技术是指能够汇聚感知数据,并实现物联网数据传输的技术,它包括互联网技术、地面无线传输技术以及卫星通信技术等。
支撑技术是指用于物联网数据处理和利用的技术,它包括云计算与高性能计算技术、智能技术、数据库与数据挖掘技术、GIS/GPS 技术、通信技术以及微电子技术等。
应用技术是指用于直接支持物联网应用系统运行的技术,它包括物联网信息共享交互平台技术、物联网数据存储技术以及各种行业物联网应用系统。
物联网在业界大致被公认为有3个层次,自下而上依次是感知层、传送层和应用层。
如果拿人来比喻的话,感知层就像皮肤和五官,用来识别物体、采集信息;传送层则是神经系统,将信息传递到大脑进行处理;人能从事各种复杂的事情,这就是各种不同的应用,如图1所示。
图1物联网分层结构示意感知层由各种传感器以及传感器网关构成,包括温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS 等感知终端。
感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢,它是物联网识别物体、采集信息的来源,其主要功能是识别物体、采集信息。
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。
探究桥梁智能检测技术原理及应用
探究桥梁智能检测技术原理及应用在现代社会，桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，其安全性和可靠性至关重要。
随着科技的不断进步，传统的桥梁检测方法逐渐难以满足日益增长的需求，桥梁智能检测技术应运而生。
这种技术以其高效、准确和全面的特点，为桥梁的维护和管理提供了强有力的支持。
一、桥梁智能检测技术的原理桥梁智能检测技术是一个融合了多种学科知识和先进技术的综合体系，其原理主要包括以下几个方面：1、传感器技术传感器是获取桥梁结构信息的关键设备。
常见的传感器类型有应变传感器、位移传感器、加速度传感器等。
这些传感器能够实时感知桥梁在荷载作用下的应变、位移和振动等物理量，并将其转化为电信号或数字信号，为后续的数据分析提供原始数据。
例如，应变传感器可以安装在桥梁的关键部位，如主梁、桥墩等，当桥梁受到车辆荷载或风荷载时，结构会发生微小的变形，应变传感器能够精确测量这些变形所产生的应变值。
2、数据采集与传输技术采集到的传感器数据需要通过有效的方式进行传输和存储。
数据采集系统通常包括数据采集卡、模数转换器等设备，能够以较高的频率和精度采集传感器输出的信号。
在数据传输方面，有线传输和无线传输技术都得到了广泛应用。
有线传输具有稳定性高、传输速度快的优点，但在一些复杂的桥梁结构中，布线可能较为困难。
无线传输则具有安装方便、灵活性强的特点，但可能会受到信号干扰和传输距离的限制。
3、数据分析与处理技术采集到的大量原始数据需要经过深入的分析和处理，才能提取出有价值的信息。
数据分析方法包括时域分析、频域分析、小波分析等。
时域分析可以直接观察数据随时间的变化趋势，如位移和加速度的时间历程。
频域分析则通过傅里叶变换等方法，将时域信号转换为频域信号，从而揭示结构的固有频率、振型等特性。
小波分析则能够在时频域同时对信号进行分析，对于处理非平稳信号具有较好的效果。
4、模型建立与仿真技术为了更好地理解桥梁的结构性能和行为，通常会建立桥梁的数值模型，并通过有限元分析等方法进行仿真计算。
基于物联网RFID技术的桥梁承重实时监测系统
智能监 测 单
一 功能极大地优化 了工作 人员的工作量，使桥 梁承重数据更加直观简 明，同时增强 了安全性。
（３）该 作品能够 将通过桥 梁的每一 辆车
存 储 数 据 容 量 大 、存 储 信 息可 以 随 意修 改 、 可 以识别高速运动 中的物体 ，课 识别多个标签 ， 可 以在 恶 劣 环 境 下 工 作 等 优 点 。
术 的桥梁承重 实时检测 系统将很好的解决这一 都贴上 了 ＲＦＩＤ标签，无需打开产品的外包装，
问题 。
系统就可 以对其成箱 成包地 进情况 如下 ：
确地 随时获得 产品的相关信息。这是本次试验
（１）该作 品基 本实现 了所有功 能，达到 通过对 ＲＦＩＤ的学习和认识所拓宽的最新发现 。
控制两个桥头 的自动 闸门关闭上桥 通道 以阻止 传统条 形码的地位 ，这将 毫无疑义 ．在 需要对
增 加 桥 梁 承 重 ，直 到桥 梁 承 重低 于 承 重 上 限 时 物 品进行 跟踪 或分类 管理 的任 何场 合，ＲＦＩＤ
控制 自动 闸门对等待上桥 的车辆 予 以放 行 。桥 都 有其用 武 之地 。供应 链与 物流 管理 将会 是
过 高 不利 于 大面积 推 广。融 合传 感 器技 术 ，结合 单 片机 控 制，可 将 重 量信 号、速 度信 号通 过 车上 自带的 ＲＦＩＤ标签 实时反馈 到单 片 机上 ，用 ＬＣＤ液 晶显 示屏显示 出来， 从 而 实现 对 桥 梁 承 重 的 实 时 监 测 ， 真 正 意义 上有 效 的减 少桥 梁事故 的发 生，延 长 桥 梁的 使用 寿命 ， 降低 交通 安 全 隐 患 。 通 过 ＲＦＩＤ阅 读 器扫 描 车辆 标签 的 最大 不超 载 重量信 息反馈 给单 片机 进行 累加， 从 而 达 到 桥 梁 承 重 实 时 监 测 的 目
智能桥梁防撞系统研究
智能桥梁防撞系统研究随着城市交通的不断发展，桥梁作为城市道路网的重要组成部分，承载着大量交通流量。
由于驾驶员的疲劳、操作失误等原因，桥梁上的车辆撞桥事故时有发生，给桥梁的安全运营带来了很大的隐患。
为了解决这一问题，智能桥梁防撞系统应运而生。
智能桥梁防撞系统是一种利用先进的传感器技术和数据处理技术，实现桥梁撞击预警、自动报警、远程监控等功能的系统。
该系统可以实时监测桥梁上的交通状况，并能识别出可能对桥梁造成冲击或撞击的车辆，及时发出警报，提醒驾驶员进行避让或采取其他应急措施，从而降低碰撞事故的发生率。
智能桥梁防撞系统主要由以下几个部分组成：1. 传感器组件：包括摄像头、雷达、红外线传感器等多种传感器，用于实时捕捉桥梁上的交通情况，并收集相关数据。
2. 数据采集与处理模块：将传感器采集到的数据进行处理和分析，通过智能算法判断出潜在的撞击威胁，并生成相应的警报。
3. 报警装置：一旦系统检测到潜在的撞击威胁，会自动发出警报，通过声音、光线等方式提醒驾驶员。
4. 远程监控与管理平台：可以对桥梁撞击预警信息进行远程监控和管理，及时处理紧急情况，并记录和分析撞击事件的数据。
1. 安全性高：通过实时监测和预警，能够及时发现潜在的撞击威胁，提醒驾驶员采取措施，保障桥梁和车辆的安全。
2. 减少事故发生率：系统能够及时识别出驾驶员的疲劳、操作失误等情况，减少了因人为原因导致的事故发生。
3. 降低维修成本：及时的预警和报警功能可以减少事故的发生，减少了桥梁的维修和修复工作，降低了维护成本。
4. 智能化管理：通过远程监控和管理平台，可以对桥梁系统进行实时监测和管理，提高了管理效率和桥梁的运营质量。
随着智能技术的不断发展和应用，智能桥梁防撞系统将会在桥梁安全领域发挥越来越重要的作用。
未来，我们可以进一步完善和提升智能桥梁防撞系统的功能和性能，为城市交通的安全运营提供更加可靠的保障。
桥梁结构安全智能感知监测预警关键技术研发及工程应用
桥梁结构安全智能感知监测预警关键技术研发及工程应用下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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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。
智能化监测系统在桥梁中的应用
智能化监测系统在桥梁中的应用在现代社会，桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，承担着连接各地、促进经济发展和保障人们出行安全的重要使命。
随着科技的不断进步，智能化监测系统在桥梁领域的应用日益广泛，为桥梁的安全运行和有效管理提供了强有力的支持。
桥梁在长期的使用过程中，会受到各种因素的影响，如车辆荷载、风荷载、地震作用、环境腐蚀等。
这些因素可能导致桥梁结构出现损伤、变形甚至破坏，从而影响桥梁的安全性和使用寿命。
传统的桥梁检测方法主要依靠人工定期巡检，这种方法不仅效率低下，而且难以发现一些隐蔽的病害。
而智能化监测系统的出现，则有效地弥补了传统检测方法的不足。
智能化监测系统通常由传感器、数据采集与传输设备、数据分析与处理软件等组成。
传感器是智能化监测系统的“感知器官”，能够实时采集桥梁的各种物理参数，如位移、应变、加速度、温度、湿度等。
常见的传感器包括应变计、位移传感器、加速度传感器、光纤传感器等。
这些传感器可以安装在桥梁的关键部位，如桥墩、桥台、主梁、拉索等，以获取准确的监测数据。
数据采集与传输设备负责将传感器采集到的数据进行汇总和传输。
在过去，数据传输主要依赖有线方式，但随着无线通信技术的发展，如蓝牙、Zigbee、WiFi 等，无线传输方式因其安装方便、灵活性高的特点，在智能化监测系统中得到了越来越广泛的应用。
采集到的数据通过网络传输到远程的数据中心，以便进行进一步的分析和处理。
数据分析与处理软件是智能化监测系统的“大脑”，它能够对采集到的数据进行实时分析和处理，提取有用的信息，并对桥梁的健康状况进行评估和预警。
通过建立数学模型和算法，软件可以对桥梁的结构性能进行评估，判断是否存在异常情况。
例如，如果监测到桥梁的位移或应变超过了设定的阈值，系统就会自动发出警报，提醒相关人员及时采取措施。
智能化监测系统在桥梁中的应用具有诸多优势。
首先，它能够实现实时监测，及时发现桥梁结构的变化和潜在的安全隐患。
与传统的定期巡检相比，实时监测能够大大提高检测的效率和准确性，避免了病害的进一步发展。
智能化桥梁监测系统的研究与设计
智能化桥梁监测系统的研究与设计桥梁是现代城市交通基础设施的重要组成部分，承担着人们的出行和物流运输，同时也起到了重要的经济作用。
但是随着桥梁使用年限的增长，其安全性也越来越得到了人们的关注。
为了保障桥梁的安全性，智能化桥梁监测系统被广泛应用于桥梁监测领域，并于近年来取得了显著的研究进展。
智能化桥梁监测系统一般由传感器、数据采集器和监测终端组成，能够实时采集桥梁结构运行数据，并通过分析、处理和评估等手段，对桥梁结构的状态进行及时监测和预测。
智能化桥梁监测系统的研究与设计是围绕这一目标展开的，主要涉及以下方面内容。
一、传感器技术传感器是智能化桥梁监测系统的核心组成部分，直接决定了监测系统的准确性和可靠性。
传感器技术的研究内容主要包括传感器种类的选择、传感器安装位置的确定、传感器数据的获取和处理等方面。
常用的传感器种类包括加速度计、应变计、平移传感器等，不同传感器种类对桥梁结构运行数据的监测有不同的适应性和优势。
如果在桥梁结构的关键位置安装传感器，能够提高安全性监测的准确性。
对于传感器数据的获取和处理，目前主要采用数字信号处理和机器学习等手段，以实现对数据的快速高效分析和识别。
二、数据采集器技术数据采集器技术可以将传感器产生的数据以可视化的方式进行记录和汇总。
目前，常用的数据采集器包括有线和无线两种类型，各自具有不同的特点和应用范围。
有线数据采集器传输的数据快速可靠，但是自身存在着安装难度和传输距离限制等缺点；无线数据采集器则解决了有线数据采集器存在的问题，但是其采集的数据可靠性和稳定性相对较差，需要采用多个传感器进行检验和求证。
在数据采集器技术的研究和设计中，需要对各种现有的数据采集器技术进行评估和优化，以提高数据采集器的性能和可靠性。
三、监测终端技术监测终端技术是智能化桥梁监测系统的最终应用环节。
监测终端技术的发展目前主要以云计算和物联网技术为核心，能够实现传感器数据的高效监测、远程控制和数据分析。
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
智能测力支座及桥梁安全预警物联系统(公路)
延长桥梁使用寿命
通过对桥梁的实时监测和数据分析， 可以了解桥梁的损伤情况和剩余寿命 ，为桥梁的维修和加固提供科学依据 ，延长桥梁的使用寿命。
系统的发展历程
初期阶段
早期的桥梁监测主要依靠人工巡 检和简易传感器，数据采集和分
析的准确性和实时性较低。
发展阶段
随着传感器技术和数据处理技术 的不断发展，智能测力支座及桥 梁安全预警物联系统逐渐得到应 用和推广，系统的功能和性能得
关键技术
传感器技术
用于监测桥梁的各种参数，如振动、应变和 温度等。
数据融合技术
对多个传感器数据进行融合，提高数据的准 确性和可靠性。
无线通信技术
用于将传感器节点采集的数据传输至网关节 点。
数据分析技术
对采集到的数据进行处理、分析和挖掘，提 取有用的信息。
03
CATALOGUE
功能模块
数据采集模块
到不断提升。
成熟阶段
目前，智能测力支座及桥梁安全 预警物联系统已经逐渐成熟，广 泛应用于各种类型的桥梁监测和 预警中，为保障桥梁的安全运营
发挥了重要作用。
02
CATALOGUE
系统架构与技术
硬件架构
传感器节点
用于监测桥梁的振动、应变和温度等参数，并将数据传输至网关节 点。
网关节点
负责接收传感器节点数据，进行数据融合和初步处理，并通过通信 模块将数据发送至中心服务器。
监测效果
有效监测桥梁的交通荷载和疲劳损伤 情况，及时发现潜在隐患，确保桥梁 安全运行。
效果评估：系统性能与效益分析
系统性能
智能测力支座及桥梁安全预警物联系 统具有高精度、实时性和可靠性等特 点，能够准确监测桥梁的安全状态。
智能交通系统在桥梁监测中的应用
智能交通系统在桥梁监测中的应用随着社会经济的快速发展和交通运输需求的不断增长，桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，其安全性和可靠性日益受到关注。
为了确保桥梁的正常运行和及时发现潜在的安全隐患，智能交通系统（Intelligent Transportation System，简称 ITS）在桥梁监测中的应用逐渐成为一种重要的手段。
一、桥梁监测的重要性桥梁作为跨越江河、山谷等自然障碍的重要建筑物，承担着交通运输的重任。
然而，由于长期受到车辆荷载、自然环境侵蚀以及材料老化等因素的影响，桥梁结构可能会出现各种损伤和病害。
如果不能及时发现和处理这些问题，可能会导致桥梁的性能下降，甚至引发严重的安全事故，给人民生命财产带来巨大损失。
因此，对桥梁进行有效的监测，及时掌握其结构状态和性能变化，对于保障桥梁的安全运行具有至关重要的意义。
二、智能交通系统的组成与特点智能交通系统是将先进的信息技术、数据通信传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系，从而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。
智能交通系统主要由以下几个部分组成：1、交通信息采集系统：通过各种传感器和检测设备，如车辆检测器、摄像头、气象传感器等，实时采集交通流量、车速、车型、道路状况、气象条件等信息。
2、交通信息传输系统：将采集到的交通信息通过有线或无线通信方式传输到数据处理中心，确保信息的及时、准确传输。
3、交通信息处理与控制系统：对采集到的交通信息进行分析、处理和决策，生成相应的控制指令，如交通信号控制、可变限速控制等。
4、交通信息发布系统：将处理后的交通信息通过可变信息标志、广播、互联网等方式向出行者发布，引导其合理出行。
智能交通系统具有以下特点：1、实时性：能够实时采集、传输和处理交通信息，为交通管理和决策提供及时的支持。
2、准确性：采用先进的传感器和检测技术，提高交通信息的准确性和可靠性。
智能盆式橡胶支座设计及性能研究
0引言支座作为重要的连接构件，将桥梁上部结构的应力和变形可靠地传递给下部桥墩，并协调两者变形，保证桥梁结构安全[1]。
橡胶支座是公路和铁路桥梁最常用的支座型式，支座分为两种型式：板式和盆式[2-4]。
随着交通流量日益增大，桥梁支座出现了不同程度的损伤。
而支座的健康状态数据多通过定时人工检测和目测获取，这对公路、铁路等室外作业的桥梁来说，很多病害不能及时发现和处理，支座服役存在安全隐患[5-8]。
为此，研发具有自动反馈受力效应的智能橡胶支座极为重要。
目前国内外关于智能橡胶支座的研制和力学性能数据自动采集及可视化研究较少。
一些学者和机构对支座受力过程中某一力学性能数据采集进行探索，如韩国釜山国立大学Chang 等[9]基于光纤光栅技术开发了一款测量支座垂直位移和负载的传感器，但它对支座结构影响很大，无法确定数据的可靠性。
韩国建国大学Ha 等[10]在支座内放入压电材料，通过测试能量数据实现负载测量、车流量和支座受力监测，但无法深入分析支座内应力分布情况。
Kim 等[11]在板支座橡胶层预埋PVDF 聚合物感测片，实时监测支座受力变化，评估桥梁结构动态特性，但只限于监测竖向压力，而且PVDF 聚合物会影响支座的整体性。
国内早期的智能测力支座主要是在支座内部设有油腔，利用油压的大小估计受力值[12-13]，但受力值的测量波动较大，准确率较低。
刘强[14]采用薄膜压力传感器采集盆式橡胶支座所受到的压力，将传感器放置在橡胶板与中间钢板的交界面，容易导致传感器损坏，不利于长期使用且成本较高。
综上所述，目前国内外在支座中布设传感器的监测方法主要存在两个问题：1）布置传感器对支座结构改变较大，使得支座的力学结构性能及安全性受到了一定影响，长期服役过程中存在一定的安全隐患；2）智能支座的制作成本较高或技术实现难度较大。
因此，目前市场上尚未出现成熟的智能支座产品。
本文基于智能支座的研究现状，针对橡胶支座健康监测问题，设计并制作一种安全、受力性能良好且经济的智能盆式支座，对其开展受力理论分析和试验研究，观测支座内部应力-应变分布规律，分析其竖向位移及主要部件的应变变化；通过实体收稿日期：2021-09-26基金项目：广西科技厅重点研发计划项目（桂科AB1850043）；国家级大学生创新创业训练计划项目（202010594181）资助作者简介：吴辉琴，教授，硕士生导师，研究方向：结构工程、材料工程，E-mail ：whq6329@智能盆式橡胶支座设计及性能研究吴辉琴，陈俊先，李伟钊，胡强，刘显晖，田岳松，顾南荣（广西科技大学土木建筑工程学院，广西柳州545006）摘要：目前桥梁橡胶支座的健康监控通常采用定时手工和目测检测方法。
道路桥梁的智能监测技术应用
道路桥梁的智能监测技术应用在现代交通体系中，道路桥梁作为重要的基础设施，承担着巨大的运输压力。
为了确保其安全可靠地运行，智能监测技术应运而生，并逐渐成为保障道路桥梁质量和安全的关键手段。
一、道路桥梁智能监测技术的重要性道路桥梁在长期使用过程中，会受到多种因素的影响，如车辆荷载、自然环境侵蚀、材料老化等。
这些因素可能导致桥梁结构出现裂缝、变形、腐蚀等病害，严重影响其安全性和使用寿命。
传统的人工检测方法不仅效率低下，而且难以发现一些潜在的安全隐患。
而智能监测技术能够实现对道路桥梁的实时、连续、自动化监测，及时准确地获取结构的健康状况信息，为桥梁的维护管理提供科学依据，有效地预防事故的发生。
二、常见的道路桥梁智能监测技术1、传感器技术传感器是智能监测系统的核心组成部分。
常见的传感器包括应变传感器、位移传感器、加速度传感器、温度传感器等。
这些传感器能够实时感知桥梁结构的各种物理参数变化，并将其转化为电信号传输给数据采集系统。
应变传感器可以测量桥梁结构在受力情况下的应变情况，从而判断结构的强度和稳定性；位移传感器用于监测桥梁结构的变形，如梁体的挠度、墩台的沉降等；加速度传感器则能够捕捉桥梁在振动时的加速度信息，用于分析结构的动力特性；温度传感器可以监测环境温度的变化，以便考虑温度对桥梁结构性能的影响。
2、数据采集与传输技术数据采集系统负责将传感器采集到的信号进行调理、放大和数字化处理。
采集到的数据通过有线或无线的方式传输到数据处理中心。
有线传输方式如光纤通信，具有传输速度快、稳定性高的优点，但布线成本较高；无线传输方式如蓝牙、WiFi、GPRS 等，则具有安装方便、灵活性强的特点，但可能受到信号干扰和传输距离的限制。
3、数据分析与处理技术采集到的大量监测数据需要进行有效的分析和处理，以提取有用的信息。
数据分析方法包括时域分析、频域分析、小波分析等。
通过对数据的分析，可以识别桥梁结构的模态参数（如固有频率、振型等）、评估结构的健康状况、预测结构的性能退化趋势。
智能桥梁健康监测系统研究
智能桥梁健康监测系统研究随着城市规模的不断扩大和基础设施的不断完善，城市交通建设也呈现出了崭新的面貌。
在这样的大背景下，桥梁作为城市交通建设中的要素之一，也不断得到发展和完善。
然而，桥梁作为一种大型建筑物，其存在着一定的安全隐患和使用风险。
因此，如何保证桥梁的安全健康具有非常重要的意义。
而近年来，智能桥梁健康监测系统的研究与应用已经成为了当前的研究热点之一。
一、智能桥梁健康监测系统的基本概念智能桥梁健康监测系统是一种利用各种先进的传感技术和信息处理等技术，对桥梁进行日常检测、数据采集和全面分析的一种系统。
其基本工作原理就是通过对桥梁内部存在的各类性能参数进行实时监测和分析，从而保证桥梁长期的安全运行。
二、智能桥梁健康监测系统的技术特点智能桥梁健康监测系统具有如下的技术特点：第一，采用成熟的传感技术，能够对桥梁内部的各类信息进行实时采集和监测；第二，采用无线通信技术，使得数据的传输更加便捷和快速；第三，数据处理能力强，能够对传回数据进行全面、细致的分析和处理，找出桥梁存在的问题和隐患，及时完成维修和检修工作。
三、智能桥梁健康监测系统的应用前景智能桥梁健康监测系统的应用前景非常广阔。
首先，它能够大大增强桥梁的安全性和健康性，为城市交通建设提供坚实的保障；其次，由于智能桥梁监测系统具有大数据分析的功能，因此可以为城市交通大数据的分析提供基础数据，为城市交通优化提供更加全面、准确的数据支撑。
此外，智能桥梁健康监测系统还可以提高桥梁的运行效率，优化桥梁的维修和检测流程，并大大提高城市交通的整体运行效率。
四、智能桥梁健康监测系统的发展趋势智能桥梁健康监测系统的发展趋势将主要体现在以下几个方面。
第一，传感技术的不断发展和更新将使得智能桥梁监测系统进一步智能化和全面化；第二，无线通讯技术的不断发展将使得数据的传输速度和安全性得到提升；第三，大数据分析技术的不断深入将进一步提高系统的数据处理和分析能力；第四，更加严格的国家和地方标准将促进智能桥梁监测系统的规范化和普及化。
桥梁安全预警监测系统解决方案
桥梁安全预警监测系统解决方案2012年12月目录1. 项目概述--------------------------------------------------------------------------------------------------- 41.1. 项目背景 ----------------------------------------------------------------------------------------- 41.2. 项目目标 ----------------------------------------------------------------------------------------- 42. 总体设计--------------------------------------------------------------------------------------------------- 52.1. 建设原则 ----------------------------------------------------------------------------------------- 52.2. 方案说明 ----------------------------------------------------------------------------------------- 62.3. 系统架构 ----------------------------------------------------------------------------------------- 82.4. 总体功能 ----------------------------------------------------------------------------------------- 93. 技术方案--------------------------------------------------------------------------------------------------- 93.1. 桥梁裂缝监测 --------------------------------------------------------------------------------- 103.2. 桥梁防撞监测 --------------------------------------------------------------------------------- 113.3. 桥梁周边环境监测 --------------------------------------------------------------------------- 123.4. 设备防盗监控 --------------------------------------------------------------------------------- 133.5. 网络传输 --------------------------------------------------------------------------------------- 133.6. 监控中心 --------------------------------------------------------------------------------------- 144. 系统实现------------------------------------------------------------------------------------------------- 144.1. 设备选型 --------------------------------------------------------------------------------------- 144.2. 软件部署 --------------------------------------------------------------------------------------- 235. 实现措施------------------------------------------------------------------------------------------------- 245.1. 实施准备 --------------------------------------------------------------------------------------- 245.2. 实施人员 --------------------------------------------------------------------------------------- 245.3. 实施设备 --------------------------------------------------------------------------------------- 255.4. 实施方案 --------------------------------------------------------------------------------------- 256. 供货范围------------------------------------------------------------------------------------------------- 261.项目概述1.1.项目背景我国地形复杂，河流密布，如将天然河流连接起来总长度达到43万公里，特别在长江三角洲区域，河网密度接近2公里/平方公里，桥梁成为构成交通的重要部分，与国民经济建设和人民生活密切相关，因此保证桥梁的安全至关重要。
既有高速公路网络级中小桥梁健康监测初探
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ １ ． ４ ０ Ｎ ｏ ． ４
Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ４
・１ ４ ９・
文章编号 ： １ ０ ０ ９ － ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ４） ０ ４ — ０ １ ４ ９ — ０ ２
由于省域公路 网桥 梁数 目巨大 ， 对其 进行 系统 、 高质 量 的集 基于耐久性分析 的管养决 策 ； 中安全 隐患排查治理 ， 其工作量之 巨是 难 以想 象 的。将 各个 桥梁 安全隐患排查 治理任务交 由所属地养 护单 位来执行 ， 又 由于人 员 振动控制元件 ） 的工作状 态。 素质普遍不 高 ， 没有统一 、 科学 的实施 规范 ， 整体 上来讲 使得 整个 ２ ． ２ 保 障路 网桥 梁结 构安 全 ｝ 生 省域公路 网的管养 浪费人 力 、 物力 和钱 财 ， 却达 不到 令人 满意 的 桥梁健康监测系统通过对数据 的分析处 理 公路 网桥梁进 行 危及结构安全 的质 量 隐患 、 损伤 和结 构整体 性能 劣化 情况 ， 从 而 集 中地监 测 ， 并辅 助 以集 中式 检测 信息 综合 分析 ， 才 有可 能从 根 保障结构安全性 。这可 以从如 下几个 方面得到体现 ： 本 上解决 区域众多桥梁 的安全性保障 问题 。
既 有 高 速 公 路 网 络 级 中 小 桥 梁 健 康 监 测 初 探
周 迎 新
（ 河北省高速公路京秦管理处 ， 河北 秦皇岛 ０ ６ ６ ０ ０ ０）
摘
要： 首先 回顾 了桥梁健康监 测系统基本概念 ， 提 出中小桥梁健康监 测研 究基本要求 ， 总结了公路 网桥梁面 临的管养 问题特点 ，
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中国铁道科学研究院
智能测力支座系统可应用于： 1. 荷载横向分布的实测研究 公路桥梁荷载横向分布系数计算方法有杠杆法、偏心压力法、铰
接梁法和刚接梁法，这些计算方法有各自的使用条件和计算假设， 计算结果与实际存在多大的差异尚不清楚。
如果所有支座均为测力支座，则容易通过实测支座反力的方法研 究荷载的实际分布情况。
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5.大跨度桥梁风荷载的测试研究 大跨度钢桥，特别是跨海大桥对风振作用较为敏感，通过测力支 座可实测风荷载的大小及其作用频率，对钢桥抗风设计具有重大意 义。 6.地震荷载的长期监测 我国目前尚没有实测的地震地面运动加速度谱，实测地面运动加 速度谱对结构抗震设计意义重大。 在地震区应用测力支座进行长期监测，当发生地震时，测力支座 可自行提高数据采集频率，记录测力支座测得的地震力波形。
分析可知，通过监测支座反力监测桥梁施工和使用安全性是 桥梁健康监测的一种行之有效的办法，研制一种具有负荷传感 器功能、具有实用推广价值的测力支座便成为桥梁健康监测的 关键。另一方面，桥梁健康监测应是一种长期、日常化的工作， 要求支座反力数据的采集与分析必需实现自动化，否则，桥梁 的健康监测是一项无法完成的工作。
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3. 温度变化产生的附加荷载测试研究 超静定结构温度变化将产生结构内力重分布。在其它因数相同 的条件下，可通过测试环境温度变化和相应支座反力的变化，研究 不同的温度环境产生的结构内力重分布的状况。
4. 制动力的测试 制动力是桥梁墩、台承受弯矩作用的主要水平荷载，实测制动 力的大小及其分布对墩台设计的安全性及经济性具有很大的技术经 济意义。
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④ 系统实现数据采集与分析自动化，具有自检、预警和报 警等智能化功能。
⑤ 监测界面采用开放式设计，可根据不同桥式，输入不同 的结构内力计算公式，界面设计人性化，使用灵活方便。
⑥ 系统构成简单，安装方便。
三、 智能测力支座系统的应用
智能测力桥梁支座系统可广泛应用于铁路、轻轨、公路、市政道路 各种桥梁，特别是大跨度桥梁如连续梁桥、斜拉桥、悬索桥以及各种 跨大江河和跨海大桥的施工和健康监测，也可用以开展桥梁荷载的实 测研究，应用前景广阔。
谢 谢！
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（2） 超静定结构桥梁的健康监测 桥梁运营期间，基础沉降、温度变化、收缩徐变等都引起结构
内力重分布，严重时可能使桥梁结构产生积累损伤。通过支座 反力的监测，可分析各种荷载因数对桥梁结构内力的影响及其 变化规律，达到对桥梁使用安全作出预测和评估的目的。
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（3） 荷载实测研究 桥梁设计规范中，有些设计荷载的大小及其分布尚缺乏试验依据， 如收缩徐变和温度变化产生的附加荷载、冲击荷载、制动力和风力 等，荷载取值过高将造成浪费，估计不足则不安全。这些荷载对桥 梁受力安全有较大的影响，有些甚至控制设计。因此，实测这些荷 载的大小及其分布具有重大的技术和经济意义，必将推动桥梁设计 和施工向安全和经济的方向发展。
智能桥梁支座及 桥梁安全预警物联系统
中国铁道科学研究院铁道建筑研究所
2019年12月12日
目录
一、 桥梁健康监测的意义、技术难点及解决方法 二、 智能测力支座系统的组成及其特点 三、 智能测力支座系统的应用
1.桥梁施工和运营安全监测及预警 2.桥梁荷载研究 四、 创新及意义
一、 桥梁健康实时监测的意义、技术难点及解决方法
查 询 保 存 打 印 应用程序 安全管理
选择项目
桥名
线路名称： 成绵乐铁路客运专线
区段选择： 成都-新津
结构类型
显示反力分布图
桥梁名称
×××桥A连续梁桥 ×××桥B连续梁桥 ×××桥C连续梁桥 ×××桥D连续梁桥
里程选择：默认起始里程 默认终止里程 选择确认
图形显示选择 瞬时反力 时程曲线 反力数据表 弯矩图 关闭警戒线
安全 预警 报警
桥名可多选 最多4座
25000KN
20000KN
5000KN
采集模式设置 自动模式 手动采集 动态模式 停止采集
静定结构采集模式设置： 采集时段：
频率：
-15000KN· m -10000KN· m
0 5000KN· m
时段一：定时 时段二：03:00:00 至 08:00:00 10 时段三：08:00:00 至 18:00:00 2 时段四：18:00:00 至 20:00:00 5
四、创新及意义
智能测力支座系统的核心设备为球型测力支座，该测力支座创造性地将 球型支座技术与传感器技术有机结合成一体，既起球型支座的作用，又是 一个大负荷压力传感器。测力支座辅以成熟的数采技术，借助现代通信技 术和专用的监测平台，使得以测力支座为核心技术所组成的智能测力支座 系统具有自动数据采集、传输、分析、预警和报警等功能，实现桥梁监测 的自动化和智能化，系统整装技术达到世界领先水平。
为保证桥梁的安全及设计的经济合理，准确测出桥梁的各种荷 载、监测桥梁各阶段的受力状态和工作状态具有重大的意义和紧迫 性，然而，国际上尚没有一种能够对桥梁整体的受力状态或桥梁的 工作状态进行实时监测与安全性评估的可行方法。
施工阶段，目前施工监测常用的传感器主要有应变计和位移计 两种。应变计用以测试桥梁局部应变，是一种间接的局部应力测试 方法，难以通过应变的测试，全面了解桥梁上部结构和下部结构的 整体受力状态。
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日志
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智能测力支座系统具有如下特点： ① 测力支座是一种球型支座，满足桥梁支座的各种使用要求；
同时也是一种单向或多向大负荷传感器，可对作用在桥梁上 的各种竖向和水平方向的荷载单独或同时进行测试。 ② 测力支座采用的传感器、数据采集与传输模块均为经过长期 考验的成熟技术，测试方法可靠，精度高。 ③ 系统可根据需要，对使用该系统的所有桥梁的健康状况实现 集中监测与管理，监测数据多部门分享。
开始采集 重新设定
桥名
安全 预警 报警
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里程
超静定结构采集模式设置：
采集时段： 时段一：定时 时段二：03:00:00 时段三：08:00:00 时段四：18:00:00
频率：
08:00:00 10 18:00:00 2 20:00:00 5
开始采集 重新设定
恢复最近一次采集模式 恢复系统图形区域设置
中国铁道科学研究院 二、 智能测力支座系统的组成及其特点
数采模块 图1 系统组成
图1所示，智能测力支座系统是一个以测力支座为核心部件、以数 据自动采集模块和远程数据传输模块为辅助设备，借助现代通信网 络和远程监测平台组成的桥梁健康监测物联网系统。图2为监测平台 主要操作界面。
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桥梁安全运行智能监测系统
（1） 施工监测 常用的超静定结构桥梁如连续梁桥、斜拉桥等多数采用悬臂施工， 需经历悬臂施工、合拢、体系转换、桥面铺设等过程。施工各个阶段 的荷载包括梁段自重、临时施工荷载、体系转换和温度变化以及收缩 徐变产生的重分布荷载、二期恒载等，繁琐的施工过程和复杂的荷载 可能使桥梁体系转换后的内力与设计值出现较大的偏差。
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2000年8月27日连接台湾高 雄屏东两县的重要通道高坪大 桥突然拦腰断裂桥面下陷100 米至少有17部车辆受困在断裂 倾斜的桥面处5部车掉入河水中， 22人受伤住院。
2019年10月23日23时许内 蒙古自治区包头市民族东路高 架桥桥面发生倾斜行驶在桥上 的两辆重型货车随路面侧滑到 桥底造成桥下包环，铁路专用 线中断。
1. 桥梁健康实时监测的意义、技术难点 目前桥梁设计规范中，由于没有有效测试手段，一些桥梁荷载及其 分布是基于一定的假设后通过计算得出的，计算结果与实际存在一定的 误差。误差过大可能造成桥梁使用不安全或安全度过大产生浪费。因此 实测出上述荷载，是桥梁设计安全性和经济性的必要前提。近年来，国 内外桥梁时有垮塌的恶性事故发生，这些恶性事故有些发生在桥梁施工 期间，有些出现在桥梁运营若干年后，给各国人民生命财产造成巨大的 损失。造成桥梁破坏的因素虽然多种多样，归其原因是各种外界因素使 桥梁和地基基础承受的荷载及其分布发生变化并积累到一定程度，超过 桥梁结构或地基基础的承受能力所造成的。
运营期间，桥梁是否存在隐患，目前仅有的手段是难以及时发 现的，更无法了解桥梁可能出现的劣化趋势。因此，迫切需要一种 行之有效的自动化手段对大量新建的桥梁进行健康监测。
2.解决方法 桥梁支座是连接桥梁上、下部结构的关键受力构件，上部结构的 荷载通过支座传给下部结构和地基基础；地基基础支承状态发生变 化，将改变支座反力和上部结构内力的分布。由此可见，支座反力 的分布直接反映了桥梁结构内力和地基基础的支承状态，通过监测 支座反力分布状态及其变化规律，可了解桥梁结构内力的实际分布 状态、地基基础的支承状态及其变化规律，据此便可对桥梁的健康 状态进行分析并作出正确的判断。
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智能测力支座系统是中国铁道科学研究院自主创新的科研 成果，属国际首创。该系统的应用大大提高桥梁健康监测的 技术水平，使过去不可能做到的桥梁安全实时监测成为可能， 其推广应用必将大大提高我国对桥梁结构安全、高速铁路桥 梁运营安全的监测水平，极大地推动桥梁设计和监测技术的 进步，对我国桥梁建设和交通事业的发展具有重大的技术经 济意义和社会意义。
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2. 超静定结构混凝土徐变产生的内力重分布测试研究 混凝土的徐变计算是基于老化理论：
φ（t , ti）=φ（∞, ti）［1－e-β(t-ti)］ 影响徐变系数φ（t , ti）的因数很多，包括混凝土的骨料、强度 等级、构件截面形状、环境温度、加载龄期等，同一结构物的不同 部位，徐变系数也可能不同，因此，根据老化理论计算得出的徐变 内力可能与实际情况存在一定的差异，此差异多大，至今尚不清楚。 在其它因数相同的条件下，实测连续梁支座反力由于混凝土的徐 变引起的重分布可求得结构内力的重分布，通过理论值与实测值的 比较分析，必要时可对理论计算进行修正。