[实用新型]一种基于无线网的桥梁健康监控系统

说明书

技术领域

本实用新型属于自动检测技术领域，尤其涉及一种基于无线网的桥梁健康监控系统。

背景技术

随着现代理论研究的不断深入，以及建桥技术的成熟和完善，各种新材料、新工艺修建的桥梁层出不穷，但随着时间的推移，任何公路桥梁最终都将成为旧桥；经过长期的使用的结构也难免也会因各种原因使结构发生各种各样的损伤，存在不同程度的病害和缺陷，需要维修、加固和改造。在维修加固前均需对其进行合理的检测和评价，得出桥梁的实际工况和承载能力，分析病害、损伤的成因，从而提出有效的维修加固措施。公路桥梁工程造价高，在公路运输中发挥着重要的作用。因此，在建桥过程中，总是采取各种措施确保工程质量。

桥梁的健康状况监测对于桥梁的安全运行有着重要的意义。与传统的检测技术不同,特殊结构桥梁健康监测不仅要求在测试上具有快速大容量的信息采集与通讯能力,而且力求对结构整体行为的实时监控和对结构状态的智能化评估。

蓉湖大桥全长1056.5m，主桥采用独塔单索面混合梁斜拉桥，其跨度组合为75m（33.8m+41.2m）+145m。主塔为钢双柱独塔形式，桥面以上高74.3米。桥面宽33m，主桥按双向四车道布置。桥面横坡为2%，最大纵坡为2.7%，通航净高7m。

针对蓉湖大桥结构的复杂性，常规检测无法全面评估桥梁健康状况，并且桥塔处拉索检测困难，使得桥梁健康状况难以全面受控。

尽管如此，公路桥梁长期在自然环境(大气腐蚀、温度、湿度变化)和使用环境(荷载作用频率增加、材料与结构的疲劳)的作用下，逐渐产生损坏现象。二十世纪六七十年代修建的设计荷载标准较低的公路桥梁，已经运营了四五十年，但仍在使用，在交通量日趋增大，荷载日益增加的今天，旧危桥的检测评价任务十分繁重。在不断提升公路技术等级的改造和改建过程中，对旧危桥进行监测评价和安全预警研究就显得尤为迫切和重要。

国际上，桥梁安全隐患常造成桥梁损坏导致重大经济损失和人身伤亡事件发生，如1967年俄亥俄河上的一座主要桥梁倒塌，致46人丧生；1983年美国康涅狄格州的Mianus江高速大桥因桥梁腐蚀和交通循环载荷引起的疲劳而突然倒塌，桥上数部车辆坠入江中，造成3死3伤；1994年韩国汉城市中心的圣水特大桥也因内部损伤突然倒塌。 美国明尼苏达州横跨密西西比河的大桥在2007年8月1日晚突然坍塌，酿成重大事故。证实有4人在塌桥事故中死亡，70多人受伤，另有30多人失踪。塌桥事故对美国社会造成的冲击是巨大的。明尼苏达州这座40年的老桥坍塌不是偶然的，桥梁专家多年前就“诊断”出它在结构设计上的问题。该州政府于2001年向联邦政府运输部提交过桥梁“体检”报告。3年后，运输部据此对桥梁“健康状况”进行评估，于2004年认定它存在“结构性缺陷”。尽管如此，有关方面并未对它采取任何“救治”措施。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种基于无线网的桥梁健康监控系统。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于无线网的桥梁健康监控系统，包含监控终端、汇聚节点，以及由多个用于采集桥梁参数的传感器节点构成的传感器网络，所述传感器节点通过汇聚节点连接监控终端；所述传感器节点包含风速检测模块、光纤光栅应变传感器、温度传感器、加速度传感器、光纤光栅位移传感器、模数转换模块、放大电路模块、微控制器模块、数据传输模块、数据存储模块、电源模块，所述风速检测模块、光纤光栅应变传感器、温度传感器、加速度传感器、光纤光栅位移传感器分别依次通过模数转换模块、放大电路模块连接微控制器模块，所述数据传输模块、数据存储模块、电源模块分别与微控制器模块连接。

其中，所述风速检测模块用于监测桥梁所受风力的风速风向仪，所述光纤光栅应变传感器用于测量桥梁应力，所述温度传感器用于测量桥梁局部温度，所述加速度传感器用于测量桥梁震动量，所述光纤光栅位移传感器用于监测桥梁主桥塔位移。

作为本实用新型一种基于无线网的桥梁健康监控系统的进一步优选方案，所述电源模块包含市用电源模块、光伏电源模块、交流适配器、蓄电池，所述市用电源模块通过交流适配器连接蓄电池，所述光伏电源模块通过蓄电池连接微控制器模块。

作为本实用新型一种基于无线网的桥梁健康监控系统的进一步优选方案，所述监控终端包含控制模块以及分别与其连接的数据接收模块、液晶显示屏、存储器模块、时钟模块、Web应用终端和供电模块。