【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 載的近似恒載的判斷依據(jù)，作為橋梁恒載狀態(tài)對(duì)比分析的前提條件。(6)結(jié)構(gòu)應(yīng)變監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)構(gòu)件應(yīng)力的監(jiān)測(cè)可以分析求解出測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力狀況。結(jié)構(gòu)的應(yīng)力是重要的結(jié)構(gòu)局部信息，一旦應(yīng)力超限，便可能導(dǎo)致材料開(kāi)裂或破壞，進(jìn)而導(dǎo)致構(gòu)件和橋梁的破壞。應(yīng)變指標(biāo)是運(yùn)營(yíng)期間安全性預(yù)警的重要信息，也是結(jié)構(gòu)狀態(tài)分析的參考信息，尤其對(duì)一些關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)部位(如主梁跨中、主梁支座頂部、橋塔根部等)，必須對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)。(7)主梁撓度監(jiān)測(cè)設(shè)備橋梁主梁撓度直接反應(yīng)了主梁當(dāng)前的整體受力狀態(tài)，橋梁撓度也是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)預(yù)警和安全評(píng)定的主要指標(biāo)。(8)索塔傾斜監(jiān)測(cè)設(shè)備橋塔是斜拉橋的主要承重構(gòu)件，橋塔一旦出現(xiàn)較大傾斜，整個(gè)斜拉橋會(huì)有傾覆的危險(xiǎn)。另外橋塔沿橋縱向傾斜也是索力不均勻分布的表現(xiàn)。(9)主梁及索塔空間變位監(jiān)測(cè)設(shè)備主梁和索塔的空間變位是反映大橋安全狀態(tài)及進(jìn)行內(nèi)力狀態(tài)評(píng)估分析的重要參數(shù)，是結(jié)構(gòu)安全預(yù)警的重要指標(biāo)。(10)整體位移監(jiān)測(cè)設(shè)備斜拉橋主梁在溫度作用下會(huì)發(fā)生縱向變形，這種縱向變形將通過(guò)伸縮縫處主梁端部位移來(lái)反映。伸縮縫處主梁端部位移與溫度之間具有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)監(jiān)測(cè)可以掌握主梁縱向變形情況，如果主梁的縱向變形異常(變形未被釋放)，則會(huì)導(dǎo)致主梁出現(xiàn)較大的溫度應(yīng)力，這對(duì)主梁安全將產(chǎn)生危險(xiǎn)。(11)斜拉索索力監(jiān)測(cè)設(shè)備斜拉索是斜拉橋最重要的受力構(gòu)件，斜拉索索力的變化直接反映橋梁結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)的變化，關(guān)系到整座大橋的安全，通過(guò)索力的監(jiān)測(cè)能夠?yàn)檫\(yùn)營(yíng)期間的安全性提供直接的預(yù)警信息和狀態(tài)評(píng)估信息。(12)動(dòng)力特性監(jiān)測(cè)設(shè)備橋梁動(dòng)力特性參數(shù)的變化(頻率、振型、模態(tài)阻尼系數(shù))是橋梁構(gòu)件性能改變的標(biāo)志。橋梁的振動(dòng)水平(振動(dòng)幅值)反映橋梁的安全運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。橋梁自振頻率的降低、橋梁局部振型的改變可能預(yù)示著結(jié)構(gòu)的剛度降低和局部破壞，是進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷評(píng)估的重要依據(jù)。(13)腐蝕監(jiān)測(cè)設(shè)備橋墩支撐著整個(gè)橋梁，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，后果極其嚴(yán)重。橋墩所處位置環(huán)境惡劣，各種腐蝕因素會(huì)導(dǎo)致橋墩混凝土耐久性降低，通過(guò)對(duì)橋墩處混凝土耐久性CL一腐蝕進(jìn)程監(jiān)測(cè)，能及時(shí)掌握橋墩混凝土的腐蝕程度，在腐蝕速度過(guò)快或腐蝕程度過(guò)大時(shí)可及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)救。在橋梁現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置的工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，將光信號(hào)和模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)光纜傳輸?shù)奖O(jiān)控分中心，在現(xiàn)場(chǎng)的工作站設(shè)置一套同步時(shí)鐘系統(tǒng)，以保證各個(gè)設(shè)備采集數(shù)據(jù)的同時(shí)性。（2）軟件部分監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)全橋整體狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，離不開(kāi)最后軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析與處理，其中，又可以把軟件系統(tǒng)分為三大塊，分別是：(1)數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)是整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的首要條件，通過(guò)這個(gè)子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳感器信號(hào)的采集、處理、存儲(chǔ)、傳輸與顯示功能，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與數(shù)據(jù)服務(wù)器緊密聯(lián)系，可以隨時(shí)對(duì)所需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用。(2)數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)這個(gè)子系統(tǒng)是橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心，它完成橋梁巡檢、養(yǎng)護(hù)管理及預(yù)警功能，實(shí)現(xiàn)巡檢動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的錄入、存儲(chǔ)、導(dǎo)出、上傳功能。達(dá)到橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要求的數(shù)據(jù)接收與處理服務(wù)器上的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能，并通過(guò)WEB統(tǒng)一門戶形式，提供給用戶使用。(3)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的規(guī)模和系統(tǒng)功能要求，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，作為結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及共享的平臺(tái)。這個(gè)子系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。軟件部分三個(gè)子系統(tǒng)實(shí)際上是密不可分的，系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，不僅僅是自動(dòng)采集的，也包括人工巡檢后錄人數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)。其中橋墩變位、斜拉索索力、斜拉索探傷、鋼結(jié)構(gòu)焊縫探傷、腐蝕、混凝土強(qiáng)度、混凝土碳化深度、混凝土裂縫測(cè)量、橋面線形、橋面狀況、混凝土表觀狀況、鋼結(jié)構(gòu)狀況、斜拉索狀況、阻尼器狀況、伸縮縫狀況、支座狀況、橋梁的抗震設(shè)施、人行通道、護(hù)欄狀況、其他設(shè)施狀況等都需要人工巡檢后錄入。 橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的布置 橋梁中傳感器/作動(dòng)器網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則無(wú)論是以靜力作用下的結(jié)構(gòu)參數(shù)識(shí)別還是動(dòng)力作用下橋梁的模態(tài)識(shí)別為主要目的的監(jiān)測(cè)情況，下面一些優(yōu)化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是常用（1）識(shí)別(傳遞)誤差最小準(zhǔn)則該方法的要點(diǎn)是連續(xù)對(duì)傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整，直至識(shí)別(傳遞)目標(biāo)的誤差達(dá)到最小值為至。基本思想是逐步消防那些對(duì)目標(biāo)參量的獨(dú)立性貢獻(xiàn)最小的自由度，以使目標(biāo)的空問(wèn)分辯率達(dá)到最佳程度；該準(zhǔn)則即適于靜力作用下的結(jié)構(gòu)參數(shù)識(shí)別也適于動(dòng)力作用下橋梁的模態(tài)識(shí)別。（2）模型縮減準(zhǔn)則在模型縮減中常常將系統(tǒng)自由度區(qū)分為主要自由度和次要自由度，縮減以后的模型應(yīng)保留主要自由度而去掉次要自由度。將傳感器配置于這些主要自由度上測(cè)得的結(jié)構(gòu)效應(yīng)或響應(yīng)，應(yīng)能較好的反映結(jié)構(gòu)的動(dòng)、靜力特性。（3）插值擬合準(zhǔn)則有時(shí)傳感器優(yōu)化配置的目的是為了利用有限測(cè)點(diǎn)的效應(yīng)(對(duì)動(dòng)力而言為響應(yīng))來(lái)獲得未測(cè)量點(diǎn)的響應(yīng)。這時(shí)可采用插值擬合的方法獲得目標(biāo)點(diǎn)(未測(cè)量點(diǎn))的響應(yīng)，為了得到最佳效果，可采用插值擬合的誤差最小原則來(lái)配置傳感器。（4）模態(tài)應(yīng)變能準(zhǔn)則其基本思想是具有較大模態(tài)應(yīng)變能的自由度上的響應(yīng)也比較大，將傳感器配置于這些自由度所對(duì)應(yīng)的位置上將有利于參數(shù)識(shí)別。這一方法需要借助有限元分析法。針對(duì)以上原則設(shè)計(jì)出最好的實(shí)驗(yàn)方案，由于不同橋梁的設(shè)計(jì)方案不盡相同，在此不一一贅述。 橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體運(yùn)行橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由外場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，由軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的歸納分析，對(duì)橋梁的整體狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，并根據(jù)橋梁的初始狀態(tài)暨通車前交工后的狀態(tài)和正常運(yùn)營(yíng)時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比，設(shè)定橋梁危險(xiǎn)信號(hào)的預(yù)警值，當(dāng)系統(tǒng)分析橋梁不安全時(shí)，會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，實(shí)現(xiàn)盡早發(fā)現(xiàn)、盡早處理的管理方式，可以提前規(guī)避重大事故的發(fā)生。橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)的方法 分析數(shù)據(jù)的相應(yīng)方法（1）有限元法有限元“化整為零”“單元”,然后按照有限元法的規(guī)則把這些單元“拼裝”成整體,可以基于計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編程,如: ,亦有眾多的有限元商用軟件流行,其中平面分析的有限元軟件有:國(guó)內(nèi)有橋梁博士、橋梁通和GQJX,國(guó)外有Midas等?？臻g分析的通用有限元軟件大多為國(guó)外的,有:Midas,ANSYS, NASTRAN, AD INA和ABAQUS等,它們包含眾多單元類型, 數(shù)據(jù)處理流程（1）數(shù)據(jù)預(yù)處理這一過(guò)程在數(shù)據(jù)采集單元內(nèi)完成,主要進(jìn)行簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)運(yùn)算,如:設(shè)定時(shí)段內(nèi)的最大值、最小值、均值、方差和標(biāo)準(zhǔn)差等,計(jì)算結(jié)果作為初級(jí)預(yù)警的輸入.（2）數(shù)據(jù)的二次處理在數(shù)據(jù)處理與分析服務(wù)器上進(jìn)行,主要計(jì)算方法, 如: 傅立葉變換、HHT 變換和小波變換等及其他方法, 數(shù)據(jù)二次處理計(jì)算方法及流程框圖（3）數(shù)據(jù)后處理主要進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的高級(jí)分析,如:實(shí)時(shí)模態(tài)分析、,這一過(guò)程往往離線進(jìn)行, 數(shù)據(jù)預(yù)處理與傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)預(yù)處理工作由數(shù)據(jù)采集單元完成，以對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)理、濾波、A/D轉(zhuǎn)換，以及進(jìn)行簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)處理，并將信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)主干光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸給數(shù)據(jù)處理與控制服務(wù)器。現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集單元同時(shí)管理本地NAS存儲(chǔ)，當(dāng)上位機(jī)或主干網(wǎng)故障時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)采集單元通過(guò)降檔控制繼續(xù)執(zhí)行數(shù)據(jù)采集工作，并保證經(jīng)預(yù)處理的采集數(shù)據(jù)在本地NAS保存30d。 數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)運(yùn)行在監(jiān)控分中心的橋梁監(jiān)測(cè)工作站上，通過(guò)網(wǎng)中網(wǎng)連接并控制各被測(cè)橋梁的現(xiàn)場(chǎng)控制單元，并經(jīng)由現(xiàn)場(chǎng)控制單元與現(xiàn)場(chǎng)安裝的傳感器和采集設(shè)備通訊。運(yùn)行數(shù)據(jù)處理與分析軟件的橋梁監(jiān)測(cè)工作站應(yīng)裝備足夠的緩沖內(nèi)存、網(wǎng)卡、適當(dāng)?shù)膫浞菰O(shè)備、光纖網(wǎng)絡(luò)接口和執(zhí)行數(shù)據(jù)處理分析的操作模塊； 數(shù)據(jù)處理與分析