大型桥梁健康监测概念与监测系统设计

大型桥梁健康监测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,同时,对大跨度桥梁设计理论与力学模型的验证以及对结构和结构环境中未知和不确定性问题的调查与研究也正融入桥梁健康监测的内涵,据此首先简要地总结10多年来桥梁健康监测的研究状况,然后较系统地阐述桥梁结构健康监测的新概念,并从桥梁工程发展的角度探讨大型桥梁监测系统设计的有关问题,以期为监测系统的开发提供借鉴。     

桥梁结构健康监测数据采集系统设计方法研究

针对长期以来,难以实现大型桥梁长期在线实时监测的情况,系统地研究了大型桥梁结构健康监测系统数据采集子系统的设计方法、设计内容和原则,并对数据采集子系统的软件和硬件设计进行了探讨.     

大型桥梁健康监测动态及发展趋势

大型桥梁健康监测是近年来国际上的研究热点。首先给出了桥梁结构健康监测系统的内涵和基本组成 ,再结合国内外已建立健康监测系统的几座典型桥梁 ,阐述了健康监测系统的内容和设计准则。回顾和总结了桥梁健康监测近年来所取得的成就 ,并分析了存在的问题和难点。最后展望了桥梁健康监测的发展趋势 ,重点探讨了桥梁健康监测的智能控制技术。     

桥梁健康监测系统概念设计

针对目前国内外桥梁健康监测系统的研究现状,深入总结和思考了目前桥梁健康监测研究存在的问题并且从概念意义上指出了诸如桥梁安全预警和桥梁损伤识别等关键问题可能的解决思路.根据桥梁不同状况及经济因素,梳理了三个等级的桥梁健康监测系统的框架,给出了每一等级健康监测系统设计的方法和应用条件.最后,初步探讨了桥梁健康监测系统设计的准则和设计步骤.取得的研究成果为桥梁健康监测系统的实用化研究提供了参考.     

基于ZigBee的中小桥梁监测系统设计

我国中小桥梁结构监测与大型桥梁相比存在资金不足、技术落后、数量众多、管理不完善等问题。针对这种情况,文章采用低功耗ZigBee芯片和SimpliciTI网络协议结合各种传感器,设计了一套适用于中小桥梁结构健康监测的实验系统。该系统可完成桥梁结构中应变、位移、振动等主要参数的快速采集、无线传输和上位机显示等功能,具有低功耗、低成本、低复杂度和简单实用等特点,非常适合我国目前中小桥梁结构健康监测。     

卢浦大桥健康监测系统通信网络设计

以卢浦大桥健康监测为背景 ,阐明了大型桥梁监测系统的总体结构 ;设计了多种通信节点 ;探讨了局部控制网 (LONWORKS)总线网络服务 (LNS)的一些实际应用 ;解决了LNS环境下LONWORKS网络管理程序与其他应用分析软件的接口问题 .卢浦大桥现场使用结果表明 ,该系统完全满足桥梁健康监测的要求 ,并有很高的可靠性 .     

浅析桥梁健康监测系统与理论的发展

20世纪桥梁工程领域的成就不仅体现在预应力技术的发展和大跨度索支承桥梁的建造,以及对超大跨度桥梁的探索,而且反映于人们对桥梁结构实施智能控制和智能监测的设想与努力。近20年来桥梁抗风、抗震领域的研究成果以及新材料新工艺的开发推动了大距度桥梁的发展;同时,随着人们对大型重要桥梁安全性、耐久性与正常使用功能的日渐关注,桥梁健康监测的研究与监测系统的开发应运而生。由此我们来探讨监测系统设计的有关问题。     

对桥梁健康监测系统理论的研究

桥梁设计理论的验证以及对桥梁结构和结构环境未知问题的调查与研究扩充了桥梁健康监测的内涵。本文结合近十年来桥梁健康监测的研究状况以及大跨度桥梁工程的研究与发展，较系统地阐述桥梁健康监测的内涵。     

桥梁振动状态远程监测系统研究

根据桥梁振动监测的实际要求与特点,设计了桥梁振动数据远程监测系统.该系统可以根据预设的周期和触发条件自动采集桥梁的振动状态参数,并通过网络在远端监控中心的主计算机系统上处理、显示测量结果,实现了振动信号的网络化实时采集和传输.现场应用情况表明,系统具有实时性强、可靠性和准确性高、可移植性好等特点.该系统对大坝、公路桥、大型建筑体等大型结构的远程健康状态监测领域有一定的参考价值.     

润扬长江大桥结构健康监测系统研究

介绍了国家重点工程——润扬长江大桥结构健康监测系统研究的主要成果，综合评述了大跨桥梁健康监测研究的主要进展和关键问题．主要内容包括：系统的构成、目标和主要子系统的功能、监测项目的确定和布点策略、监测仪器的选择与检测技术分析、桥梁结构状态识别与安全性评估的方法与策略等．文中较为系统地论述了目前大跨桥梁健康监测系统建立与研究中的主要问题，指出了结构健康监测技术、状态识别和可靠性评估的可能技术途径，阐述了大跨桥梁健康监测系统的发展方向．     

杭州湾大桥健康监测系统初探

建立一套桥梁健康监测系统,通过对杭州湾跨海大桥结构的动态跟踪检查及其所处环境条件的监测,及时查明结构现存缺陷与质量衰变,为养护需求、养护措施采用决策提供科学依据,以达到用较少的有限养护资金获得最佳养护效果,确保结构安全运营的目的,进而给大桥运营者提供等级预警信息.当桥梁性能退化,超过预警值时,能给出警报,提示加强结构检查及维修,为我国大型桥梁的健康与安全监测积累宝贵的数据及经验.     

谈大跨度桥梁结构的健康监测

本文阐述了大跨度桥梁结构健康监测的必要性,介绍了国内外桥梁结构健康监测技术的研究与应用现状,指出了健康监测的概念系统的组成以及主要监测内容,分析了桥梁结构健康监测技术的不足和发展趋势。     

桥梁健康监测应用与研究现状

桥梁损伤诊断与健康监测是近年来国际上的研究热点 ,在实践方面 ,土木工程和航空航天工程、机械工程有明显的差别 ,比如桥梁结构以及其他大多数土木结构 ,尺寸大、质量重 ,具有较低的自然频率和振动水平 ,桥梁结构的动力响应极容易受到不可预见的环境状态、非结构构件等的影响 ,这些变化往往被误解为结构的损伤 ,这使得桥梁这类复杂结构的损伤评估具有极大的挑战性 .本文首先给出了结构健康监测系统的定义和基本构成 ,然后集中回顾和分析了如下几个方面的问题 :①损伤评估的室内实验和现场测试 ;②损伤检测方法的发展 ,包括 :(a)动力指纹分析和模式识别方法 ,(b)模型修正和系统识别方法 ,(c)神经网络方法 ;③传感器及其优化布置等 ,并比较和分析了各自方法的优点和不足 .文中还总结了健康监测和损伤识别在桥梁工程中的应用 ,指出桥梁健康监测的关键问题在于损伤的自动检测和诊断 ,这也是最困难的问题 ;最后展望了桥梁健康监测系统的研究和发展方向     

浅谈桥梁结构健康监测

桥梁结构健康监测（对简称：桥监,下同）对于保障桥梁使用功能、安全运行、延长桥梁使用寿命、避免桥梁坍塌和局部破坏等严重事故发生有着重要的现实意义,近年来,桥梁结构健康监测成为国内外学术界、工程界的研究热点,本文阐述了桥梁结构健康监测的概念、监测系统、现状和发展方向。     

跨海大桥健康监测的关键技术分析

以舟山大陆连岛工程为背景，阐述和讨论了在跨海大桥中开展健康监测的重要性和研究现状，并分析了跨海大桥健康监测和损伤识别所面临的关键技术问题和研究趋势，提出了考虑非线性效应和荷载激励特征来开展复杂结构损伤识别的研究思路，以提升通过大型健康监测系统来实现桥梁损伤评估的能力。     

润扬大桥结构健康监测策略

对建立大跨桥梁结构健康监测系统的关键问题--大跨桥梁结构健康监测策略进行了分析研究,阐述了大跨桥梁结构健康监测项目的选择依据、传感器优化布设的原则与主要依据、传感器选择的原则等.提出了综合考虑大桥的结构特点和各个方面对系统功能的要求,通过费用-效益比分析,确定长期监测和周期检测内容的项目选择原则.关于传感器的布设,提出了遵循从状态评估的需要出发,以有效和经济为目标,使测点能够发挥最大效应的原则,综合结构安全评估、传感器布设优化理论等因素进行优化布设的方法.在有限元分析的基础上,应用遗传算法进行了润扬大桥结构健康监测系统振动和应变传感器优化布置的理论分析.然后进行了润扬大桥结构健康监测传感器系统的总体设计.     

关头坝大桥振动监测系统

为了对关头坝大桥的结构健康状态和安全寿命作出正确评估,如实反映大桥的结构安全状态和运营安全信息,建立了桥梁振动监测系统.通过对大桥进行结构危险性分析,确定7个监测断面,布置14个3轴加速度传感器.设计了关头坝大桥振动监测系统数据采集及传输模块,此模块由12位精度模数转换芯片、89C52、RS232、DS1216等芯片组成,完成一次数据采集共需约5 ms.设计了大桥数据采集与分析管理系统,可对监测数据进行分析评估,为桥梁的养护、维修与管理提供决策.监测数据结果表明:桥梁振动监测系统可以实时地对桥梁结构状态进行监测与评估,为大桥在特殊气候、特殊交通条件下或运营状况严重异常时触发预警信号.目前,该系统正在为大桥的运营、管理和维护提供决策依据,对确保大桥的安全运营发挥着重要作用.     

海儿洼大桥健康监测系统的研究

近年来,桥梁的健康监测系统发展较快,目前该方向尚处于发展阶段,有很多工作有待完善。通过对海儿洼大桥健康监测系统的分析,提出了健康监测系统的设计原则。讨论了桥梁健康监测系统设计中所需考虑的问题及相应工作。从而为我国桥梁健康监测的设计提供一定的借鉴。     

浅谈桥梁结构健康安全监测系统

本文基于桥梁结构健康安全监测的基本理论,分析了桥梁结构健康安全监测系统的实现方法和监测工作的基本要求,从而说明了桥梁结构健康安全监测系统能够为桥梁的维修、养护与管理决策提供依据和指导,具有重大的实用价值。     

大跨桥梁结构以健康监测和状态评估为目标的有限元模拟

通过对桥梁结构健康监测和评估研究现状的简单评述，讨论了结构健康监测和状态评估中的关键理论与技术问题，介绍了笔者近年来在大型桥梁以健康监测和状态评估为目标的结构模拟方面开展的一系列关键理论和技术问题研究；通过对2个大跨悬索桥——香港的青马大桥和江苏的润扬长江公路大桥的有限元建模和模型修正过程，探讨了大跨桥梁结构以健康监测和状态评估为目标的有限元模拟的技术要求、建模方案与策略．研究表明：大跨桥梁以结构状态评估为目标的有限元模拟，必须是建立于衔接理论基础上的多尺度结构模拟．在桥梁结构整体动力响应分析确定了关键损伤构件的基础上，需进一步建立关键构件的局部模型以分析在桥梁结构全尺度有限元模型中无法模拟的细节行为，即发生于焊连接件的局部应力集中和损伤累积行为．