[发明专利]基于北斗系统的大跨径桥梁形变实时监测方法

说明书

本发明提供一种基于北斗系统的大跨径桥梁形变实时监测方法，包括数据采集；数据处理：云计算数据中心基于云计算环境对原始数据依次进行差分处理和滤波处理，实现对原始数据的实时解算，得到解算后的桥梁形变数据，并将原始数据和解算后的桥梁形变数据分别存储至数据库中；数据存储和管理。该方法在桥梁形变发生异常时，通过北斗定位系统实时、精确的拾取其结构的某些局部和整体的参数，识别其与正常状态不同的特征，以确定损伤的位置及相对的程度，做出评估与预警；并通过对形变敏感特征量的长期观测，掌握桥梁性能劣化的演变规律，以部署相应的改善措施，延长桥梁的使用寿命。通过北斗定位导航技术的使用，可极大的提高了监测的准确性和预测评估的可靠性。

技术领域

本发明属于梁桥形变实时监测系统技术领域，具体涉及一种基于北斗系统的大跨径桥梁形变实时监测方法。

背景技术

目前，国内外大跨径连续梁桥运营期间主要病害为跨中过度下挠，腹板斜裂缝、底板裂缝等形变现象。国内对连续梁桥跨中下挠等形变数据采集大量采用的方法和仪器为人工光学测量法、连通管法、引张线法、视频测像法和全站仪、加速度仪、激光干涉仪、应变仪等。这些方法和仪器都有其各自的优缺点，但存在自动化程度低，工作量大，观测易受气候和其它外界条件的影响，容易漏过重要和危险的信号，且数据采集无法在时间上同步等局限性。

现有建成的桥梁健康监测系统对位移等形变测量大多采用卫星定位技术。实际工程应用实践中，主要应用于斜拉桥和悬索桥等大跨径复杂桥梁上，而在大跨径连续梁桥中应用较少，几乎为零。

现有建成的桥梁健康监测系统在大跨径连续梁桥监测推广应用中存在一些比较普遍的问题：现有健康监测系统中监测测试内容较多，没有专门针对大跨连续梁桥受力特性进行设计，也没有针对大跨径连续梁桥形变监测而开发的监测系统；多数健康监测系统位移测量采用的GPS定位系统，由于GPS系统为美国开发研究，存在关键技术受限制和数据安全性隐患问题；部分桥梁健康监测系统并不是由桥梁专业人员设计，或者这些设计者缺乏丰富的桥梁检测与评估经验，使得其测点的布设不甚合理，导致系统测点布置规模差异性较大，造成关键数据缺失；系统各类型传感器种类繁多，获取了海量数据，但与大跨径连续梁桥主要病害无关，造成数据繁多难以处理，不能为桥梁管养人员提供直观有效的决策依据同时造成投资浪费；大量传感器寿命和传输线路长期使用直接导致监测系统使用寿命的较短，使用效率难以得到保证；健康监测系统庞大，一次性建设费用昂贵，难以普遍推广。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供了一种基于北斗系统的大跨径桥梁形变实时监测方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于北斗系统的大跨径桥梁形变实时监测方法，其特征在于：

数据采集：由北斗地基增强系统和北斗桥梁形变监测站采集桥梁原始数据，然后通过有线光纤网络、有线互联网或无线网络传输给云计算数据中心，并由云计算数据中心进行数据分析处理和存储；其中，北斗桥梁形变监测站根据设置位置的不同分为挠度监测站、桥墩不均匀沉降监测站和伸缩缝变位特征监测站，北斗桥梁形变监测站包括北斗天线、接收机和避雷设备，北斗地基增强系统包括基准站、系统控制中心和用户数据中心；

数据处理：云计算数据中心基于云计算环境对原始数据依次进行差分处理和滤波处理，实现对原始数据的实时解算，得到解算后的桥梁形变数据，并将原始数据和解算后的桥梁形变数据分别存储至数据库中；

数据存储和管理：

1）采用基于联机分析处理的数据库，进行数据管理，实现了对特定分析需求进行联机数据访问，同时，为了加快对数据的存储查询管理，并突破系统文件大小的限制，数据存储采用数据分组和分表技术；