区域性桥梁群健康监测与安全预警PPT课件
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12、2006年02月22日，江苏兴化市昌荣镇姚庄大桥
13、2006年05月16日，甘肃岷县洮河大桥 14、2006年07月14日，广东京广线武江大桥
1 如何在辖区众多桥梁中挑选出应该监测的桥梁？
15、2006年08月01日，辽宁营口熊岳大桥 16、2006年08月29日，福建厦门同安湾大桥
2 如何实现低成本、广覆盖、高效能的健康监测？
《公路桥梁承载能力检测评定规程》
桥梁承载力评定方法体系
17、2006年11月25日，陕西白河县境内316国道冷水河大桥
3 18、2005年12月14日，贵州省贵阳至开阳公路在建小尖山大桥
19、2006年12月09日，北京顺义减河悬索桥
如何评价辖区内众多桥梁的总体安全水平？
20、2006年04月29日，湖南娄底涟源市白马镇白马溢洪大桥
21、2006年05月29日，江苏泰州兴化市林湖乡湖东大桥
28、20070年8月13日，湖南凤凰县的堤溪沱江大桥
29、2009年05月17日，湖南株洲高架桥
30、 2009年06月29日, 黑龙江省铁力市西大桥
2 研究内容
➢ 2.1 桥梁群健康监测的设计原则 ➢ 2.2 桥梁群监测数据无线采集传输技术 ➢ 2.3 研究基于承载能力评定的健康监测数据分析方法 ➢ 2.4 研究基于总体/样本的抽样检验原理来评估桥梁群状况
桥名 传感器 风速仪
温度计
昂船洲 西部 青马汲水门 汀九 虎门 江阴 钱江 润扬 明石海
大桥 通道 大桥 大桥 大桥 大桥 大桥 四桥 大桥 峡大桥
24 7 6
27
2√
9
488 118 115 224 83 26
40 √
苏通 大桥
加速度计
60 66 17 6
45
8 12 √
10
√
位移计
4
42
2
2
√
7
√
弦式应变仪 320 156 10 30 28 24 64 18 √
8
√
电阻应变仪 140 8
光纤传感器 8 水平仪
车轴车速仪 2
9
5
26
6
6
40
√
√
√√
GPS
10
14+2 6
7 7+1 14
√
3
EM测力
速度计
倾角仪
10
全站仪
电子测距
24 36 √
√ 12+2 1／16
√
12
√
√
√
摄像仪
16
2√
√
√
05、2002年08月16日，河南省内乡县宝天曼万沟大桥
06、2003年04月21日，广东珠江大桥
07、2004年06月28日，江苏省徐州市弘济桥
08、2004年05月12日，湖州菱善航道千金镇西大桥
09、2004年06月10日，辽宁盘锦田庄台大桥
10、2004年09月01日，苏州京杭大运河亭子桥
面临的问题： 11、2005年11月05日，贵州省遵义市务川县在建珍珠大桥
中小跨径桥梁是垮塌事故的重点
1999--2009年我国共垮塌大桥30多座，而且都是近30年内建成的。
01、1999年01月04日，重庆綦江彩虹桥
02、2000年04月12日，福建漳州大桥
应该加强中小跨径桥梁的监测！！！！ 03、2001年06月23日，广西合浦县城郊文尉坊大桥西引桥
04、2001年11月07日，四川宜宾南门长江大桥
腐蚀
162 24
气压计
2
3
湿度计
2
3
√
雨量计
2
3
杭州湾 大桥
1
53 41 108 14
珠江黄 HAMConmmodorTeaylor
埔桥 42-0992 barry桥 桥
√
4
√
201+1
20
√
2
16
√
17
√ 18+4
56
26
10
148
√
65
√
2
11+2
√
12
7
2+1
36
4 √
46
监测参数多、测点数量多、系统投资大（500万到2000万）、主要应用在独立特大型桥梁
2.3 监测数据分析方法（现状）
➢ 1 主要方法： 模型修正法 灵敏度分析法 模态参数识别 模式识别，神经网络法，可靠度方法。。。。
➢ 2 主要问题： 过度注重算法的优化、偏离了桥梁特点、脱离了养护管理
举例：神经网络方法
➢ 3 主要原因： 激励的不确定性、响应的不完备性、识别的复杂性、数据的海 量性
这些安装在桥梁上的监测传感器、数据 传输网以及对数据进行分析预警的软件总称 为结构监测与安全预警系统。
特点：传感器自动、连续、实时监测桥梁状态 优势：利用科技手段弥补了人工检查的弱势
实时监测桥梁 掌握结构衰变
状态变化源自文库
过程
健康监测 系统功能
安全预警
为养护管理提 为科学研究提 供科学指导 供数据支撑
国内已有近百座特大桥梁实施了健康监测
复难度 、交通量 、服役时间 、设计施工水平 、桥梁的病
害程度 、车辆超载程度等 。
等级划分：在线监测 离线监测
一般检测
问题与 答案
2.2 桥梁群监测数据无线传输技术
➢1 传感器至采集模块的数据采集 ➢2 采集模块至监控中心的数据传输 ➢3 基于公共网络无线数据传输 ➢4 基于自建网络的无线数据传输 ➢5 开发出针对性强的成套的解决方案
22、2007年05月23日，浙江宁波奉化方桥
23、2007年03月23日，江西修水大桥
24、2007年05月13日，江苏常州运河大桥
25、2007年06月15日，广东佛山九江大桥 26、2007年07月13日，江苏蔡渡大桥
区域性桥梁群健康监测与安全预警技术研究
27、2007年08月13日，辽宁抚顺新宾满族自治县境内的南杂木大桥
4
台北高屏大桥
重庆綦江彩虹桥
四川宜宾南门大桥
湖南凤凰桥
广东九江大桥
桥梁养护规定
经常 检查
定期 检测
荷载 试验
健康 监测
健康监测
在桥梁关键位置安装传感器，实时监测 结构状态变化，利用信息传输技术将数据自 动传回，管理员使用专业软件对数据进行分 析，评估桥梁状况，当达到临界状态时给予 警示，提醒管理者采取相应措施。
2.1 桥梁群健康监测设计原则
➢1 重要桥梁的遴选原则 ➢2 区域性桥梁群的测点布置原则
桥梁结构群监测遴选与等级划分
桥梁结构群的典型特征：
数量多、分布集中、交通流量相关
桥梁群
区域路网桥梁群
城市 桥梁
干线公路桥梁群
国道
干线
干线公路桥梁群遴选要考虑的因素：
位置 、结构型式、材料组成、跨径规模 、桥梁造价 、修
汇报提纲
➢ 1 研究背景 ➢ 2 研究内容 ➢ 3 关键技术 ➢ 4 实施方案 ➢ 5 预期创新 ➢ 6 进度安排
1.研究背景
桥梁结构损伤与退化
虎门大桥因大货车 超载严重，致使悬 索桥路面损坏严重
重庆石门大桥斜拉索防护套大量生锈老化
桥
台
竖
向
钢箱梁裂缝、锈蚀
开
裂
索套破损
斜拉索锚固区混凝土破损
拉索变形 发展中的坑槽
13、2006年05月16日，甘肃岷县洮河大桥 14、2006年07月14日，广东京广线武江大桥
1 如何在辖区众多桥梁中挑选出应该监测的桥梁？
15、2006年08月01日，辽宁营口熊岳大桥 16、2006年08月29日，福建厦门同安湾大桥
2 如何实现低成本、广覆盖、高效能的健康监测？
《公路桥梁承载能力检测评定规程》
桥梁承载力评定方法体系
17、2006年11月25日，陕西白河县境内316国道冷水河大桥
3 18、2005年12月14日，贵州省贵阳至开阳公路在建小尖山大桥
19、2006年12月09日，北京顺义减河悬索桥
如何评价辖区内众多桥梁的总体安全水平？
20、2006年04月29日，湖南娄底涟源市白马镇白马溢洪大桥
21、2006年05月29日，江苏泰州兴化市林湖乡湖东大桥
28、20070年8月13日，湖南凤凰县的堤溪沱江大桥
29、2009年05月17日，湖南株洲高架桥
30、 2009年06月29日, 黑龙江省铁力市西大桥
2 研究内容
➢ 2.1 桥梁群健康监测的设计原则 ➢ 2.2 桥梁群监测数据无线采集传输技术 ➢ 2.3 研究基于承载能力评定的健康监测数据分析方法 ➢ 2.4 研究基于总体/样本的抽样检验原理来评估桥梁群状况
桥名 传感器 风速仪
温度计
昂船洲 西部 青马汲水门 汀九 虎门 江阴 钱江 润扬 明石海
大桥 通道 大桥 大桥 大桥 大桥 大桥 四桥 大桥 峡大桥
24 7 6
27
2√
9
488 118 115 224 83 26
40 √
苏通 大桥
加速度计
60 66 17 6
45
8 12 √
10
√
位移计
4
42
2
2
√
7
√
弦式应变仪 320 156 10 30 28 24 64 18 √
8
√
电阻应变仪 140 8
光纤传感器 8 水平仪
车轴车速仪 2
9
5
26
6
6
40
√
√
√√
GPS
10
14+2 6
7 7+1 14
√
3
EM测力
速度计
倾角仪
10
全站仪
电子测距
24 36 √
√ 12+2 1／16
√
12
√
√
√
摄像仪
16
2√
√
√
05、2002年08月16日，河南省内乡县宝天曼万沟大桥
06、2003年04月21日，广东珠江大桥
07、2004年06月28日，江苏省徐州市弘济桥
08、2004年05月12日，湖州菱善航道千金镇西大桥
09、2004年06月10日，辽宁盘锦田庄台大桥
10、2004年09月01日，苏州京杭大运河亭子桥
面临的问题： 11、2005年11月05日，贵州省遵义市务川县在建珍珠大桥
中小跨径桥梁是垮塌事故的重点
1999--2009年我国共垮塌大桥30多座，而且都是近30年内建成的。
01、1999年01月04日，重庆綦江彩虹桥
02、2000年04月12日，福建漳州大桥
应该加强中小跨径桥梁的监测！！！！ 03、2001年06月23日，广西合浦县城郊文尉坊大桥西引桥
04、2001年11月07日，四川宜宾南门长江大桥
腐蚀
162 24
气压计
2
3
湿度计
2
3
√
雨量计
2
3
杭州湾 大桥
1
53 41 108 14
珠江黄 HAMConmmodorTeaylor
埔桥 42-0992 barry桥 桥
√
4
√
201+1
20
√
2
16
√
17
√ 18+4
56
26
10
148
√
65
√
2
11+2
√
12
7
2+1
36
4 √
46
监测参数多、测点数量多、系统投资大（500万到2000万）、主要应用在独立特大型桥梁
2.3 监测数据分析方法（现状）
➢ 1 主要方法： 模型修正法 灵敏度分析法 模态参数识别 模式识别，神经网络法，可靠度方法。。。。
➢ 2 主要问题： 过度注重算法的优化、偏离了桥梁特点、脱离了养护管理
举例：神经网络方法
➢ 3 主要原因： 激励的不确定性、响应的不完备性、识别的复杂性、数据的海 量性
这些安装在桥梁上的监测传感器、数据 传输网以及对数据进行分析预警的软件总称 为结构监测与安全预警系统。
特点：传感器自动、连续、实时监测桥梁状态 优势：利用科技手段弥补了人工检查的弱势
实时监测桥梁 掌握结构衰变
状态变化源自文库
过程
健康监测 系统功能
安全预警
为养护管理提 为科学研究提 供科学指导 供数据支撑
国内已有近百座特大桥梁实施了健康监测
复难度 、交通量 、服役时间 、设计施工水平 、桥梁的病
害程度 、车辆超载程度等 。
等级划分：在线监测 离线监测
一般检测
问题与 答案
2.2 桥梁群监测数据无线传输技术
➢1 传感器至采集模块的数据采集 ➢2 采集模块至监控中心的数据传输 ➢3 基于公共网络无线数据传输 ➢4 基于自建网络的无线数据传输 ➢5 开发出针对性强的成套的解决方案
22、2007年05月23日，浙江宁波奉化方桥
23、2007年03月23日，江西修水大桥
24、2007年05月13日，江苏常州运河大桥
25、2007年06月15日，广东佛山九江大桥 26、2007年07月13日，江苏蔡渡大桥
区域性桥梁群健康监测与安全预警技术研究
27、2007年08月13日，辽宁抚顺新宾满族自治县境内的南杂木大桥
4
台北高屏大桥
重庆綦江彩虹桥
四川宜宾南门大桥
湖南凤凰桥
广东九江大桥
桥梁养护规定
经常 检查
定期 检测
荷载 试验
健康 监测
健康监测
在桥梁关键位置安装传感器，实时监测 结构状态变化，利用信息传输技术将数据自 动传回，管理员使用专业软件对数据进行分 析，评估桥梁状况，当达到临界状态时给予 警示，提醒管理者采取相应措施。
2.1 桥梁群健康监测设计原则
➢1 重要桥梁的遴选原则 ➢2 区域性桥梁群的测点布置原则
桥梁结构群监测遴选与等级划分
桥梁结构群的典型特征：
数量多、分布集中、交通流量相关
桥梁群
区域路网桥梁群
城市 桥梁
干线公路桥梁群
国道
干线
干线公路桥梁群遴选要考虑的因素：
位置 、结构型式、材料组成、跨径规模 、桥梁造价 、修
汇报提纲
➢ 1 研究背景 ➢ 2 研究内容 ➢ 3 关键技术 ➢ 4 实施方案 ➢ 5 预期创新 ➢ 6 进度安排
1.研究背景
桥梁结构损伤与退化
虎门大桥因大货车 超载严重，致使悬 索桥路面损坏严重
重庆石门大桥斜拉索防护套大量生锈老化
桥
台
竖
向
钢箱梁裂缝、锈蚀
开
裂
索套破损
斜拉索锚固区混凝土破损
拉索变形 发展中的坑槽