[发明专利]一种桥梁无线监测与安全评估及报警方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种对桥梁使用过程中的安全性进行监测的方法，特别是涉及一种对桥梁进行监测并对安全进行评估及报警的方法。

背景技术：

随着国内外铁路、公路交通建设事业的蓬勃发展，一些大跨度桥梁相继建成，这些大型重要桥梁的安全性、耐久性与正常使用功能受到重视。因此，国内外相继开展了对大跨度桥梁安全性的研究工作，并取得了一些进展与实际应用，但远未能实现对桥梁安全性的监测与安全评估。桥梁的安全性实际涉及多方面，不仅涉及对已建桥梁的结构安全性，还涉及设计是否合理和长期使用过程中环境变化的影响等诸多方面，例如安全性的评估具体还应涉及对桥梁结构进行正常运营的监控、通过桥梁结构监控的数据完成结构状态的识别、通过桥梁结构监控的数据完成结构可靠性的评估；还应涉及通过桥梁结构监控的数据判定结构设计与施工是否正确、对设计模型进行验证并改进设计理论、寻求新的设计方法、并通过监控数据验证施工质量以便及时进行维护或进行结构的补强；还应涉及通过桥梁结构的监控和评估以研究和发现新问题，例如通过长期对桥梁结构的监控给出环境荷载，如结构温度场的变化、风荷载或地震荷载或列车荷载引起的桥梁的动力响应以帮助对桥梁动力学的进一步了解与发展，因此对桥梁的安全性的监测与安全性的评估是一个相当复杂的工作，对其的认识亦是一个逐步发展与完善的过程；传统的桥梁监测是以人工检测为主，该检测方法有诸多弊端，如需要预先判断大桥大概的病害位置，而有些病害位置不易判断且难以检测，不易做到对整座桥梁安全状况的把握，检测设备十分昂贵，对检测人员的要求相当高，且要求检测人员具有相当的专业知识和相当的检测经验，并且检测结果的人为主观性太强，检测数据的随机性太高，甚至失去科学的指导性。因此会造成浪费或对事故隐患的认识不足导致事故发生，特别是很多桥梁设置在偏远地区或环境相当恶劣的地区，按传统的人工检测方式更难以做到长期、多种参数的全面检测，故在现有的各种技术不断发展的状况下，如何能做到长期、多参数、多时段的全面检测是一个必须解决的安全性的要求，其具有十分重要的意义。

发明内容：

本发明的发明目的是公开一种对大跨度桥梁进行长期、实时多参数的结构监测及安全评估与报警方法，以完善对桥梁结构及相应科学理论的认知。

实现本发明的方法的实现步骤如下：

a.在桥梁的承力部位设置传感装置，并将传感器采集的信号进行信号调理；

b.利用数据采集设备对上述的调理信号进行数字化处理；

c.将数字化数据发送到监控服务器进行处理，或反馈信息发回数据采集设备；

d.监控服务器同时将采集数据发送给数据库服务器进行数据存储；

e.数据库服务器与多用户终端之间进行双向信息或数据交流。

通过上述的工作步骤可以实现对桥梁因列车或车辆通过载荷或环境参数变化或风载荷或水流冲击载荷等进行实时或定期监测、信号存储、信号分析、安全评估和及时报警，为进一步完整上述方法，还包括下面的具体实现步骤：

上述的传感装置包括车辆检测器、振动位移传感器、振动加速度传感器、应变(应力)传感器、温度检测器、水流冲刷传感器和轴重传感器。

上述的数据采集终端设备处理的信号经无线局域网或有线连接传输至监控服务器。

上述的监控服务器或数据库服务器的信号经路由器经本地局域网或VPN组网传送至用户终端。

在上述的系统中设有中心数据服务器与数据备份服务器并经VPN组网与用户终端和上述的各数据设备连接。

通过上述的方法步骤及相应的硬件系统，可以对桥梁受到的各种载荷和环境参数进行测量，并经数据处理并与预先软件设定的各参数指标进行对比与评估，可实时得到各种安全性参数及相应的预警或提示，并因可双向信息或数据的交流，对各信号采集点进行监控或对信号采集的时段进行控制或修改，以进行必要的强化监测。本发明中的某一桥梁设置的各类传感器广义上可视为整个监测系统的一个节点或信息点，多个桥梁的信息采集可视为多个节点或信息点，上述的多个信息点均与监控服务器和/或数据库服务器和/或中心数据服务器与数据备份服务器连接，形成分布式的网络系统并最终与用户终端连接。本发明结合桥梁工程学、测量科学与信息技术等诸学科的技术进展，利用综合性的知识，经不断试验进行技术集成而实现了对桥梁结构的全方位监测、安全性评价和实时安全报警，为桥梁的长期安全使用奠定了基础，对桥梁工程学或动力学的发展和桥梁的安全使用具有重要意义。

具体实施方式：