[发明专利]一种桥梁监测装置

说明书

本发明涉及一种桥梁监测装置。该装置包括设置在桥梁上的多个相同的测量传感器，在被测桥梁等间距设置有多个光栅式应变传感器和位移传感器，还有设置在桥梁温度平均位置的光栅式温度补偿传感器，数据采集装置通过有线或无线方式与所述光栅式应变传感器、位移传感器和光栅式温度补偿传感器连接，数据采集装置采集不同桥面载荷时应变传感器中心波长的变化，并将采集的数据输送至数据处理装置，所述数据处理装置根据采集的数据计算桥梁的应变和/或位移，从而根据桥梁应变和/挠度确定桥梁是否损坏。本发明节省了监测传感器的布置，降低监测系统成本，避免出现采集的数据冗余的问题。

技术领域

本发明涉及桥梁附件技术领域，具体涉及一种利用应变传感器对桥梁挠度的监测装置。

背景技术

随着我国经济发展，人民生活水平的日益提高，人们对交通运输需求的朝着更快更高效的方向发展，因此在国家工程建设中规划了许多大型桥梁建设，尤其是高速轨道交通建设，由于其需要满足较高的列车速度及运行平稳性，线路中需要规划大量的桥梁和隧道，使整个线路桥隧比进一步上升，而这些桥梁在使用过程中随着使用年限的增加，不断受到温度、风沙等外界环境的侵蚀，以及车辆荷载、车辆冲击的长期反复作用以及地震、洪水等自然灾害的影响；因此，随着使用年限的增加，这些桥梁的结构和材料不断老化、疲劳效应显著增加，从而导致桥梁构件出现不同程度的自然累积损伤和突然损伤，这样不仅会缩短桥梁的使用寿命，而且还严重威胁到人民生命和财产安全；因此，对桥梁进行损伤识别就显得十分的重要性。目前，对桥梁的损伤识别主要有挠度监测、动力模态识别、声发射监测、机敏网监测、图像识别以及桥检车等多种技术；桥梁的挠度是指桥梁上某一横截面处的形心在垂直于轴的方向发生的纵向线位移的大小，而挠度是评价桥梁安全性的重要参数之一，它与桥梁的承载能力及抵御地震等破坏性荷载的能力密切相关，而且过大的挠度会直接影响桥面行车的速度和舒适性。因此对挠度的监测是桥梁健康监测中的重要部分。

在桥梁挠度监测现有技术中，公开号为CN206160926U的“一种空心板桥相邻空心板间相对垂向唯一的测量系统”，通过在被测对象设置有多个测量装置，每个测量装置包括位移传感器及信息发射收集和处理装置，监测空心板单板受力情况，从而对桥梁进行监测；而在实际桥梁监测中，被测桥梁通常都是千米级数量单位，应用上述装置将使桥梁监测人力和物力增加，不便于大型桥梁的监测。同时，公开号为CN101050992A的“桥梁挠度监测系统”，虽然通过设置多种监测吊杆取代监测位移传感器，而其实质仍需在沿桥梁长度设置较多的吊杆监测点，对于长度较长的桥梁，其布置工作量较大，另一方面该申请中通过摄像头或望远镜等获取竖向边杆的刻度数值，操作复杂，较为依赖人的主观性，不便于数据的准确记录。

同时，现有技术对桥梁应变或位移的监测适用性不强，且传感器构造较简单，没有考虑温度对传感器测试结果的影响，会因为温度的变化对数据测试结果造成较大误差，难以满足工程测试需求，并未具有显著的优势。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种不受温度影响的桥梁监测系统，并将应变监测和挠度监测结合，对桥梁的健康状况监测，并节省监测传感器的布置，降低监测系统成本，避免出现采集的数据冗余的问题。

本发明解决的上述问题的技术方案如下：一种桥梁监测系统，包括设置在桥梁上的多个相同的测量传感器，所述测量传感器包括光栅式应变传感器和位移传感器，在被测桥梁等间距或非等间距设置有多个光栅式应变传感器和位移传感器，同时还单独设置有光栅式温度补偿传感器，该光栅式温度补偿传感器设置在桥梁温度平均的位置，优先设置在距桥梁一端三分之一长度的位置，数据采集装置通过有线或无线方式与所述光栅式应变传感器、位移传感器和光栅式温度补偿传感器连接，所述数据采集装置采集不同桥面载荷时应变传感器中心波长的变化，并将采集的数据输送至数据处理装置，所述数据处理装置根据采集的数据计算桥梁的应变和/或位移，从而根据桥梁应变和/挠度确定桥梁是否损坏；而根据获得的应变和/或挠度等数据，通过静力性能指标、动力性能指标或神经网络方法等，建立损伤识别的求解模型，从而识别桥梁损伤情况，则是现有技术通常采用的方法。