[实用新型]铁路桥梁状态监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种铁路桥梁状态监测系统。

背景技术

随着科学技术的进步以及交通运输的需求，实时桥梁健康监测技术逐步成为大型桥梁结构灾害演化规律研究与安全保障的重要途径。大型桥梁具有塔柱高、跨度大等特点，其变形监测的主要内容包括：桥梁墩台沉降观测、桥面线形与挠度观测、主梁横向水平位移观测等。为进行上述各项目的测量，必须建立相应的水平位移基准网与沉降基准网的观测。目前国内外已有不少大跨径桥梁布设了大型的健康监测系统，主要进行振动、应变及变形等结构力学响应的实时监测，并用于评估运营中桥梁的健康状况。

当前对于桥梁形变监测的实例已有很多，用常规方法进行大型桥梁的形变监测，存在诸多限制和不便。如全站仪存在各测点不同步，大变形难测量，实时性差，观测条件受天气条件影响大，测站到辅助目标的距离有限等缺点；而位移传感器同时也存在着难以接近的点无法测量，横向位移测量有困难，受大气环境条件影响等缺点。较之传统的测量方式来说，采用卫星定位进行桥梁监测不仅可以实现全天候、不间断的三维高精度测量，而且量程大，参考站和监测站距离几乎不受限制，延迟短、实时性强，各测点能够实现同步测量。因此当前众多的桥梁形变监测一般采用的是全球卫星系统(GPS)技术：美国在1992年利用GPS对密西西比河上的一座斜拉桥进行了监测，其目的在于评估GPS在桥梁变形监测中可行性，包括精度指标，实用性以及不足之处等；日本在此领域也进行了多年的尝试，并用三台采样率为10Hz的GPS接收机观测Akashi-Kaikyo大桥的动态变形；我国也对虎门桥、江阴长江大桥等进行了GPS监测大桥变形的可行性评估。

然而，上述桥梁监测系统所针对的是公路桥梁，而目前对于具有自身特点的铁路桥梁还没有有效的桥梁状态监测系统，而且单纯采用监测公路桥梁状态所利用的GPS技术，并不能很好地观测铁路桥梁微观变化。由于当前众多的铁路桥梁建设已有多年，而铁路桥梁的安全性严重影响铁路的安全运营，因此铁路桥的监测势在必行。

实用新型内容

本实用新型针对现有的桥梁监测系统不能有效适于监测铁路桥梁、不能观测铁路桥梁微观变化的问题，提供了一种铁路桥梁监测系统，能够将宏观和微观监测相结合，适用于铁路桥梁监测

本实用新型提供的铁路桥梁监测系统包括：桥梁位移GPS监测装置、桥梁微观位移监测装置以及中心解算服务器，所述桥梁微观位移监测装置包括应变监测单元和接缝位移监测单元中的至少一者，所述桥梁位移GPS监测装置、桥梁微观位移监测装置均设置在铁路桥梁上的监测位置附近，且连接到中心解算服务器并发送信号到用于对接收到的信号进行解算的所述中心解算服务器。

优选地，所述铁路桥梁监测系统还包括设置在铁路桥梁上的监测位置附近并且连接到中心解算服务器的温度监测装置。优选地，所述温度监测装置为光纤光栅温度传感器。

优选地，所述铁路桥梁监测系统还包括无线通信装置和网络(Web)服务器，所述中心解算服务器通过无线通信装置连接到Web服务器。优选地，所述铁路桥梁监测系统还包括连接到Web服务器的显示装置。优选地，所述无线通信装置为GPRS无线通信装置。

其中，所述桥梁位移GPS监测装置可以包括GPS参考站和GPS监测站。所述应变监测单元可以为表面式光纤光栅应变计。所述接缝位移监测单元可以为表面式光纤光栅位移计。

本实用新型提供的铁路桥梁监测系统由于包括桥梁位移GPS监测装置、桥梁微观位移监测装置以及中心解算服务器等，其与现有桥梁监测技术相比，具有如下优点：

首先，宏、微观监测方式相结合：本实用新型采用桥梁位移GPS监测装置类似的宏观位移监测装置和诸如光纤光栅传感器之类的微观位移监测装置相结合的方式，其中桥梁位移GPS监测装置可以实现全天候、不间断、高精度的对测点三维位移进行监测，可以作为长期安全监测的有效参考数据；诸如光纤光栅传感器之类的微观位移监测装置可以包括表面式光纤光栅应变计、表面式光纤光栅位移计、光纤光栅温度传感器等，监测数据精度高、实时性强，可以作为短期实时安全监测的有效参考数据。

其次，监测数据指标全面：由于本系统中包含了桥梁位移GPS监测装置、应变监测单元、接缝位移监测单元，优选实施方式还包括温度监测装置，因此本系统可以实现一般的宏观位移监测，同时又引入了应变监测、接缝位移监测和温度监测。

此外，本实用新型的优选实施方式利用GPRS无线通信装置将中心解算服务器解算后的数据传送到远端Web服务器，有利于数据的集中收集、监测以及处理，比如可以形成日志、报表和安全告警信息等方便用户查看。

附图说明