橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及監(jiān)測橋梁按受力構(gòu)件可分為梁橋、拱橋、鋼架橋、斜拉橋、懸索橋五大類。
梁橋主要承重構(gòu)件為主梁,受力特點(diǎn)為主梁受彎,多用于中小跨徑橋梁;
拱橋主要承重構(gòu)件是拱肋,受力特點(diǎn)為拱肋承壓、支承處受水平推力;
鋼架橋是一種橋跨結(jié)構(gòu)和墩臺結(jié)構(gòu)整體相連的橋梁,受力特點(diǎn)為支柱與主梁共同受力,支柱與主梁剛性連接,在主梁端部產(chǎn)生負(fù)彎矩,減少跨中截面正彎矩,支座不僅承受豎向力還承受彎矩,適宜于中小跨度橋梁;
斜拉橋主要承重構(gòu)件為梁、索、塔,利用索塔上的斜拉索在梁跨內(nèi)增加彈性支承,減小梁內(nèi)彎矩而增大跨徑,受力特點(diǎn)為外荷載從梁傳遞到索,再到索塔,適宜于中等及大跨橋梁;
懸索橋主要承重構(gòu)件為主纜,受力特點(diǎn)為外荷載從梁經(jīng)過系桿傳遞到主纜,再到兩端錨錠,適宜于大型及超大跨橋梁。
大跨度橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測內(nèi)容主要有:荷載監(jiān)測,包括風(fēng)、地震、溫度、交通荷載等;幾何形態(tài)監(jiān)測,獲取結(jié)構(gòu)實(shí)際幾何形態(tài)參數(shù),如線形、變形、位移、沉降等;截面應(yīng)力監(jiān)測,包括混凝土應(yīng)力、鋼筋應(yīng)力、結(jié)構(gòu)應(yīng)力等;索力監(jiān)測,斜拉索、主纜、吊桿等的索力;下部結(jié)構(gòu)監(jiān)測,包括錨定應(yīng)力、主塔樁基軸力等;響應(yīng)監(jiān)測,包括橋梁各個構(gòu)件的應(yīng)力應(yīng)變、振動加速度、索力等。 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)是一種用于監(jiān)測建筑物、橋梁、塔樓等結(jié)構(gòu)物的健康狀況的技術(shù)手段。河北高鐵結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)性能
橋梁健康監(jiān)測項(xiàng)目根據(jù)具體情況和用戶需求,包括設(shè)計、建設(shè)、軟件和后期服務(wù)4個部分。其中設(shè)計階段主要完成項(xiàng)目立項(xiàng)和方案設(shè)計,系統(tǒng)建設(shè)階段也就是現(xiàn)場施工過程,包括傳感器布設(shè)、傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、硬件集成調(diào)試,有的項(xiàng)目還包括監(jiān)控中心建設(shè);軟件服務(wù)有兩種方式,一種是建設(shè)方提供整套軟件系統(tǒng),由監(jiān)管機(jī)構(gòu)運(yùn)行;還有一種方式是建設(shè)方托管,定期提供橋梁監(jiān)測和評估報告;系統(tǒng)后期服務(wù)包括系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)、對軟硬件的定期檢查、軟件升級和人員使用培訓(xùn);這些服務(wù)內(nèi)容無錫智泰柯云,可以提供一體化整體服務(wù)。山西航道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)豐富數(shù)據(jù)采集器是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的另一個重要組成部分,它能夠?qū)鞲衅鞑杉降碾娦盘栟D(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
目前國內(nèi)外橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)由橋梁施工監(jiān)控產(chǎn)品演化而來,采用傳統(tǒng)的電子式傳感器較多,集中在小微企業(yè)較多,較大的公司目前只有北京基康儀器股份有限公司、武漢理工光科股份有限公司。其中基康儀器股份有限公司【股票代碼830879】創(chuàng)立于1998年,是一家專業(yè)從事智能監(jiān)測終端的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售,同時提供安全監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)解決方案及服務(wù)的****,產(chǎn)品主要用于工程安全監(jiān)測及野外環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域。歷經(jīng)多年不斷的發(fā)展進(jìn)步,公司于2014年完成股份制,并在全國中小企業(yè)股份轉(zhuǎn)讓系統(tǒng)正式掛牌上市。基康儀器股份有限公司專業(yè)從事振弦式傳感器的開發(fā),市場主要集中在水利行業(yè)。武漢理工光科股份有限公司于2000年8月成立,由武漢理工大產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司聯(lián)合武漢鋼鐵(集團(tuán))公司、北新建材股份有限公司、湖北雙環(huán)科技開發(fā)投資公司等上市公司和社會企業(yè)共同發(fā)起設(shè)立,是以生產(chǎn)經(jīng)營新一代光纖傳感系統(tǒng)系列產(chǎn)品以及相關(guān)儀器儀表器件研制、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售為主營業(yè)務(wù)的****。理工光科專業(yè)從事光纖光柵溫度傳感器的開放,市場主要集中在隧道、油罐消防行業(yè)。其他公司均為小微企業(yè)較多,主要從事傳感器的開發(fā)。因此,本公司在橋梁行業(yè)的競爭力比較可觀。
低成本光纖光柵解調(diào)儀的開發(fā)
1)在深入研究的微小型光譜儀的基礎(chǔ)上,設(shè)計出一種實(shí)用化的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng);
2)采用嵌入式架構(gòu),設(shè)計了一種新型的CCD驅(qū)動電路。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了一種新型高度集成化的數(shù)據(jù)采集單元。由控制模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)存儲,從而有效地提高了系統(tǒng)的信號采集和處理能力。
3)價格低,性價比高,市場價格由原先的15萬以上,下降到4萬以下,可應(yīng)用于中小橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)中去。
集成度更高,無錫智泰柯云傳感科技有限公司有著豐富的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的經(jīng)驗(yàn),對解調(diào)儀的功能性進(jìn)行充分考慮,涵蓋數(shù)據(jù)采集、計算、電源監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)信號傳輸、配接太陽能供電系統(tǒng)等各個方面,采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)野外橋梁群數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?數(shù)據(jù)預(yù)處理:對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、去噪、校準(zhǔn)等處理,以提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。
無錫智泰柯云橋梁健康監(jiān)測設(shè)計原則監(jiān)測系統(tǒng)集傳感器技術(shù)、結(jié)構(gòu)分析計算、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等高新技術(shù)于一體,長期用于結(jié)構(gòu)損傷和狀態(tài)評估,滿足橋梁管理和運(yùn)維需求,設(shè)計原則如下:簡潔實(shí)用,經(jīng)濟(jì)可靠,性能穩(wěn)定;立足實(shí)用為原則,兼顧考慮科學(xué)試驗(yàn)和設(shè)計驗(yàn)證等方面;根據(jù)結(jié)構(gòu)易損分析結(jié)果及養(yǎng)護(hù)管理需求進(jìn)行監(jiān)測點(diǎn)布設(shè);監(jiān)測與結(jié)構(gòu)密切相關(guān)、代表性結(jié)構(gòu)、必須監(jiān)測結(jié)構(gòu)、日常養(yǎng)護(hù)無法檢查的位置。通過預(yù)應(yīng)力混凝土大跨度連續(xù)梁橋的應(yīng)變、壓力、裂縫、加速度、溫度、等數(shù)據(jù)來評估橋梁健康,及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。傳感器是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的部件,它能夠?qū)崟r監(jiān)測結(jié)構(gòu)物的變形、振動、溫度、濕度等參數(shù)。山東結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)以客為尊
結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)將向多元化方向發(fā)展,不僅可以監(jiān)測結(jié)構(gòu)物的變形、振動、溫度、濕度等參數(shù)。河北高鐵結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)性能
綜合分析己建成的國內(nèi)外橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的功能與特點(diǎn),不難發(fā)現(xiàn)這一領(lǐng)域的研究已經(jīng)取得了許多可喜的進(jìn)展和值得借鑒的成果,諸如:
(1)監(jiān)測內(nèi)容更加廣。不僅監(jiān)測結(jié)構(gòu)本身的狀態(tài)和行為應(yīng)力、位移、傾角、加速度、動力特性等以外,還強(qiáng)調(diào)對環(huán)境條件風(fēng)、地震、溫度、車輛荷載等的監(jiān)測和記錄分析;
(2)監(jiān)測系統(tǒng)功能在不斷完善。很多監(jiān)測系統(tǒng)都具有快速大容量的信息采集與通訊能力,開始實(shí)現(xiàn)通過計算網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸和控制;
(3)監(jiān)測設(shè)備更加先進(jìn),很多監(jiān)測系統(tǒng)都采用當(dāng)時較先進(jìn)的傳感器,有的還采用了先進(jìn)的光纖傳感器和定位系統(tǒng)等;
(4)為積累連續(xù)、完整的結(jié)構(gòu)信息,有的新建橋梁從施工過程開始建立監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng);
(5)各種基于頻響函數(shù)、頻率、振型、曲率模態(tài)、應(yīng)變能等的改變的損傷檢測方法和定位技術(shù)各具特色,表現(xiàn)出了積極的效果。 河北高鐵結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)性能