[发明专利]桥梁健康监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁工程自动化技术领域，特别是涉及一种桥梁健康监测系统，可对大型桥梁的工作环境、结构状态以及桥梁在车载等各类外部荷载因素作用下的响应进行远程实时监测，并对整个大桥的健康状况进行智能化评估。

背景技术

随着桥梁在交通运输中日益占据重要地位，桥梁设计理论和施工技术的不断进步使得桥梁跨度不断有新的突破，结构形式也日趋复杂。

然而，目前中、老龄桥梁在国内陆路交通网络中占相当的比重，随着桥龄的增长，由于环境、气候等自然因素的作用，还有日益增加的交通量及重车、超重车过桥数量的不断增加和人为事故等因素，不少桥梁已出现严重的功能退化，因此，必须对桥梁健康实施监测，进行必要的维修养护，以防止桥梁垮塌等灾害的发生。

现有的桥梁监测方式包括以下几种：(1)人工监测方式，即人工对桥梁健康状况的各种数据进行测量、记录和处理，该种方式的缺陷在于：完成一次数据采集的耗时较长，难以保证各观测点数据工作状态的一致性，而且在数据测量、记录、处理的过程中难免引入人为误差，再者，由于桥梁分布的地域性，也造成了人工监测的难度较大。另外，在监测时，一般是采用现代光学、超声波、电磁等技术检测工具，对大型结构进行力学性能和工作性能检测的工作，其只能提供结构局部的检测和诊断信息，而不能提供整体和全面的全桥结构健康检测和评估信息；(2)采用全球移动通信系统建立连接的桥梁监测方式，其是利用GSM的电路交换的话音业务建立点对点的数据连接，通过数据中心计算机分别控制桥上各采集仪采集数据，其缺陷是：数据采集的速度慢、操作繁琐；数据中心计算机必须配备专用的数据传输模块和移动电话卡，使用极为不便；数据传输速度慢、费用高、建立大型监控网比较困难；(3)采用光缆建立连接的桥梁监测方式，它是利用专用光缆或租用电信公用光缆建立数据连接，监测中心计算机控制采集设备完成数据采集或通过设置控制终端机实现数据的自动采集，该方式的缺点在于：成本高、维护难度大、监测中心较为固定，组建大型监控网比较困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种桥梁健康监测系统，可建立大型监控网，对分散的各桥梁的健康状况进行远程全面监控，对桥梁的工作环境、桥梁的结构状态、桥梁在车载等各类外部荷载因素作用下的响应进行实时监测，并可以及时掌握桥梁的结构状态，全面了解桥梁的运营条件及质量退化状况，为桥梁的运营管理、养护维修、可靠性评估以及科学研究提供依据。

本发明的目的通过以下的技术措施来实现：一种桥梁健康监测系统，其特征在于包括：

传感器，用于采集桥梁各部分结构的数据；

子工作站，用于对传感器采集到的数据进行预处理；

服务器，用于接收子工作站发送来的数据并存储至数据库；

客户端，用于对数据库中的数据进行处理、分析和显示；

所述传感器与子工作站相连，所述子工作站通过局域网络与所述服务器连接，所述服务器通过因特网与所述客户端连接；所述子工作站对传感器采集到的数据进行预处理，并将处理后的数据传输给服务器，所述服务器接收子工作站发送来的数据并经过处理后将数据存储至数据库，所述客户端对数据库中的数据进行处理、分析和显示，以实现客户端对各桥梁健康状况的远程实时监测。

本发明的传感器可采集桥梁各部分结构的数据，通过中间环节对数据的处理和传输，客户端能够对分散的各桥梁健康状况进行远程实时监测，因此，可建立大型监控网；同时，客户端可以灵活设置，为桥梁实时监测提供了便利。

本发明中的传感器可以采用现有传感器，如模拟传感器、数字传感器、光纤传感器等，传感器用于采集桥梁各部分结构的温度、应变、位移、风速、风向、加速度、车辆荷载、吊杆/斜拉索拉力、主缆拉力等数据。

本发明所述传感器分为多组，每组包括多个传感器，每组传感器与一个子工作站连接，多个客户端通过服务器与各子工作站连接。

作为本发明的一种实施方式，所述服务器包括设置在监控室的控制服务器、与所述控制服务器相连的数据库服务器，所述控制服务器将从子工作站接收到的数据存储至所述数据库服务器上；所述的子工作站和控制服务器中均配置有主线程和线程池单元，所述线程池单元包括多个执行具体操作的线程，所述主线程启动线程，所述线程执行相应的具体操作。

本发明所述子工作站的线程池单元包括数据采集线程和实时数据传输线程，所述数据采集线程接收传感器采集到的数据并保存至缓冲区中，缓冲区中的数据达到一定数量时，数据采集线程激活实时数据传输线程将实时数据发送给控制服务器。