信息科技提升桥梁管理品质
我给大家介绍的内容是桥梁全寿命期信息化软件研发与应用,主要是结合我们团队10来年在这个领域的研发成果和相关经验和大家做个交流。主要介绍内容包括以下几个部分:
桥隧结构健康监测系统
系统概述
桥梁结构健康监测基本思路为:1)根据桥梁的具体结构形式,进行结构有限元建模,确定桥梁的安全敏感点,从而确定桥梁监测传感器的布设数量和位置。利用尽可能少的传感器获取尽可能多的结构响应信息。2)前端传感器采集的信息汇聚后通过网络传输至监控中心。3)监控中心负责对各类传感器信息进行预处理,并提供多种预测预警模型以及数据分析的模型,一旦监测数据超出设定的阈值或容许值,系统就产生报警。桥梁管理部门根据预警类型及级别等采取相关的措施,如交通管制、维修处理等。4)同时系统提供在线评估、离线评估等功能,对桥梁的结构安全等级进行评估,包括桥梁技术状况评估、桥梁安全性评估等。根据评估的等级给出桥梁巡检维护的建议,并推送至相关管理部门。
桥梁健康监测系统是对常规的检查、检测和载荷试验的重要补充,其不可替代性主要表现在连续性、同步性、实时性和自动化四个方面
系统构成
典型健康监测系统构成如图所示,主要包括5个子系统:自动化监测子系统、数据库子系统、预警评估子系统、用户界面子系统和三维仿真子系统。
健康监测系统特点有以下几点:
主要监测项目分为三大类,1是环境荷载,包括环境温湿度、风速风向、交通荷载等;2是结构整体响应,包括结构振动、位移、变形;3是结构局部响应,包括应力、裂缝、索力、索塔桥墩偏位等。
监测点安装位置及典型监测数据如图所示:
服务内容
桥梁健康监测项目根据具体情况和用户需求,包括设计、建设、软件和后期服务4个部分。其中设计阶段主要完成项目立项和方案设计,系统建设阶段也就是现场施工过程,包括传感器布设、传输网络建设、硬件集成调试,有的项目还包括监控中心建设;软件服务有两种方式,一种是建设方提供整套软件系统,由监管机构运行;还有一种方式是建设方托管,定期提供桥梁监测和评估报告;系统后期服务包括系统运行维护、对软硬件的定期检查、软件升级和人员使用培训;这些服务内容都是根据实际项目需求,可以单独进行,也可以提供一体化整体服务。
硬件集成
健康监测系统硬件集成如下图所示:
以下为现场安装情况,包括现场集成采集站和监控中心建设。
软件架构
系统软件架构如图所示,包括数据采集、数据处理、数据存储、应用支撑和用户界面5个层次;包括结构监测、专题监测、阈值报警、趋势分析、监测报告、桥梁档案等12大功能模块。
系统特点
典型应用界面
在线监测集成平台
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