[发明专利]一种正交异性钢桥面板疲劳裂纹远程监测系统和方法

摘要

本发明提供一种正交异性钢桥面板疲劳裂纹远程监测系统和方法，包括由断裂线组件、通路检测器和无线终端组成的原位检测装置、由Zigbee网关模块和GPRS网关模块组成的无线网关以及由远程服务器和远程计算机组成的远程控制设备，断裂线组件由双向正交排布的光纤或电阻断裂线组成；通路检测器与断裂线组件相连，并按照无线终端的指令对每根断裂线组件的连通或断裂情况进行检测；Zigbee网关模块与无线终端之间组成Zigbee近距离无线传输网络，GPRS网关模块与远程服务器之间采用GPRS远距离通讯。本发明实现了对正交异性钢桥面板疲劳裂纹的长期远程监测，可应用于实际工程当中。

主权项

一种正交异性钢桥面板疲劳裂纹远程监测方法，其特征在于，所述方法采用正交异性钢桥面板疲劳裂纹远程监测系统，所述系统包括原位检测装置、无线网关以及远程控制设备；其中：所述原位检测装置包含断裂线组件、通路检测器和无线终端；断裂线组件由双向正交排布的光纤或电阻断裂线组成，并粘贴于正交异性钢桥面板的疲劳开裂敏感区域或已有裂纹尖端前方区域；通路检测器与断裂线组件相连，并按照无线终端的指令对每根光纤或电阻断裂线的连通或断裂情况进行检测；所述无线网关包含Zigbee网关模块和GPRS网关模块；Zigbee网关模块与无线终端之间组成Zigbee近距离无线传输网络，将来自Zigbee网关模块的外部监测指令转化成激励信号传递给通路检测器，同时将裂纹检测数据返回给Zigbee网关模块；所述远程控制设备包含远程服务器和远程计算机；GPRS网关模块与远程服务器之间采用GPRS远距离通讯，将远程控制指令从远程服务器传递至各无线终端，同时也将裂纹检测数据从无线终端传送至远程服务器，远程计算机从远程服务器获取裂纹检测数据并对裂纹检测数据进行处理，实现正交异性钢桥面板疲劳裂纹远程监测；所述远程计算机将监测指令直接发送至远程服务器，并从远程服务器获取裂纹检测数据，然后分析数据得到裂缝的扩展角度、长度与速率，并进一步形成裂纹分布图和裂纹监测报告；所述系统既能用于未开裂桥面板的疲劳裂纹萌生监测，也能用于钢桥面板已有疲劳裂纹的扩展情况监测；当用于未开裂钢桥面板的潜在裂纹萌生监测时，将断裂线组件粘贴在疲劳开裂敏感区域，所述敏感区域包括纵肋与面板连接焊缝、纵肋与横隔板连接焊缝、横隔板与面板连接焊缝、纵肋对接焊缝的钢板表面；对于已经开裂的正交异性钢桥面板，将光纤断裂线组件粘贴在裂纹尖端前方区域的钢板表面；所述方法包括以下步骤：步骤1：对于未开裂的正交异性钢桥面板，将断裂线组件粘贴在疲劳开裂敏感区域的钢板表面；对于已经开裂的正交异性钢桥面板，将断裂线组件粘贴在裂纹尖端前方区域的钢板表面；步骤2：将通路检测器连同无线终端一并粘贴在断裂线组件附近，并形成连接通路；步骤3：将集成有Zigbee网关模块和GPRS网关模块的无线网关固定在正交异性钢桥面板内部中间位置；步骤4：利用内置电池启动通路检测器、无线终端和无线网关，实现Zigbee及GPRS无线网络连接成功；步骤5：通过远程计算机发送裂纹监测指令；步骤6：远程计算机接收裂纹检测数据，包括断裂线组件的断裂位置编号和断裂时间，并分析数据得到裂缝的扩展角度、长度与速率，并进一步形成裂纹分布图和裂纹监测报告；所述Zigbee网关模块能同时与254个无线终端建立Zigbee拓扑网络；所述Zigbee网关模块与无线终端的最远通讯距离为2km，可在全桥范围内灵活布置无线网关的位置。