龍立敦，符鋅砂

(華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院，廣州 510640)

隨著我國(guó)交通事業(yè)的快速發(fā)展，大跨度橋梁大量興建，其安全性、耐久性和適用性是整個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。實(shí)時(shí)有效地對(duì)橋梁在建造和使用過程中的結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)、使用性能和結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行監(jiān)測(cè)和科學(xué)、客觀的評(píng)價(jià)，可使橋梁獲得更好的使用性能和更長(zhǎng)的使用壽命，世界各國(guó)都投入了大量資金進(jìn)行研究，并建立了多種不同的監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)系統(tǒng)。但由于橋梁結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，規(guī)模日益龐大，建造和運(yùn)營(yíng)過程中，在對(duì)由荷載、環(huán)境和材料退化影響而產(chǎn)生的各種損傷進(jìn)行管理和養(yǎng)護(hù)時(shí)，傳統(tǒng)的方法越來越不能滿足要求。國(guó)內(nèi)近年來發(fā)生的幾起大橋坍塌或局部破壞事故表明:構(gòu)件疲勞加之監(jiān)測(cè)養(yǎng)護(hù)措施跟不上，導(dǎo)致構(gòu)件的承重能力和結(jié)構(gòu)使用性能嚴(yán)重削弱，最終導(dǎo)致坍塌事故的發(fā)生。因此，根據(jù)各類橋梁的結(jié)構(gòu)體系和受力特點(diǎn)，設(shè)定永久性觀測(cè)點(diǎn)和觀測(cè)網(wǎng)，有針對(duì)性地建立橋梁檢測(cè)規(guī)范、規(guī)程，提出橋梁檢測(cè)方法和橋梁檢測(cè)頻率，建立橋梁健康監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)，不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)狀況及安全指數(shù)實(shí)時(shí)分析和預(yù)警，同時(shí)也可為橋梁管理者進(jìn)行橋梁技術(shù)狀況評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)、橋梁養(yǎng)護(hù)對(duì)策、確定合理橋梁養(yǎng)護(hù)資金需求、優(yōu)化橋梁養(yǎng)護(hù)維修決策等提供科學(xué)依據(jù)和決策支持［1］。

1 系統(tǒng)的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

美國(guó)在20世紀(jì)80年代中后期，開始在多座橋梁上布設(shè)監(jiān)測(cè)傳感器，如佛羅里達(dá)州的Sunshine Skyway斜拉橋安裝了500多個(gè)各類傳感器，用來測(cè)量橋梁建設(shè)與運(yùn)營(yíng)期間的溫度、應(yīng)變及位移［2］。此后，通過在橋梁布設(shè)傳感器對(duì)橋梁工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的做法在全世界范圍內(nèi)興起，希臘的Halkis橋、丹麥的Faroe跨海斜拉橋、大帶橋(GreatBeltBridge)、英國(guó)的Flintshire獨(dú)塔斜拉橋、挪威的Skarmsundet斜拉橋、墨西哥的Tampico斜拉橋、日本的明石海峽大橋等也安裝了不同規(guī)模的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)目前已在南京長(zhǎng)江二橋、鄭州黃河大橋、貴州壩陵河大橋、深圳西部通道、香港青馬大橋、汲水門大橋等眾多大跨徑橋梁上建立了不同規(guī)模的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

這些已建成系統(tǒng)具有以下一些共同特點(diǎn):(1)通過測(cè)量結(jié)構(gòu)各種響應(yīng)的傳感裝置獲取反映結(jié)構(gòu)行為的各種記錄;(2)強(qiáng)調(diào)對(duì)結(jié)構(gòu)環(huán)境條件的監(jiān)測(cè)和記錄分析;(3)力求獲取的大橋結(jié)構(gòu)信息連續(xù)而完整;(4)具有快速大容量的信息采集、通訊與處理能力，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)共享［3］。同時(shí)，這些系統(tǒng)也存在一些比較普遍的問題:(1)傳感器選型與布設(shè)方法合理性有待商榷;(2)部分系統(tǒng)不能對(duì)獲取的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行快速有效處理，造成數(shù)據(jù)災(zāi)難;(3)橋梁健康狀況評(píng)價(jià)體系不完備，使得監(jiān)測(cè)到的有效數(shù)據(jù)未能有效應(yīng)用于橋梁狀況評(píng)估之中;(4)系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合需要加強(qiáng)。健康系統(tǒng)由許多子系統(tǒng)組成，如何將這些子系統(tǒng)更有效地結(jié)合起來進(jìn)行評(píng)估需要進(jìn)一步研究［4］。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

大跨徑混凝土斜拉橋施工運(yùn)營(yíng)一體化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，旨在針對(duì)不同高速公路段出現(xiàn)的特殊的地理環(huán)境和氣候、交通條件，研究出一套適合大跨徑混凝土斜拉橋的施工、運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)方案，發(fā)現(xiàn)施工運(yùn)營(yíng)時(shí)的不安全因素，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與評(píng)估，當(dāng)橋梁狀況嚴(yán)重異常時(shí)進(jìn)行預(yù)警，為橋梁施工、維護(hù)與管理決策提供依據(jù)和指導(dǎo)。系統(tǒng)涵蓋了橋梁的施工到運(yùn)營(yíng)的各階段，每個(gè)階段的功能有所不同，卻又相互聯(lián)系。

施工階段:(1)在設(shè)計(jì)完成后把設(shè)計(jì)資料和傳感器布設(shè)方案信息錄入到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，為施工過程仿真和施工過程控制提供基本數(shù)據(jù)支持;(2)施工階段按設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)好的傳感器布設(shè)方案完成全部傳感器布設(shè)，減少建成后再布設(shè)傳感器對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成的擾動(dòng)，確保傳感器的耐久性;(3)根據(jù)斜拉橋結(jié)構(gòu)特殊性，重點(diǎn)對(duì)主梁線形、索塔變位、截面應(yīng)力和斜拉索索力［5］進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)，確保施工過程結(jié)構(gòu)安全;同時(shí)系統(tǒng)對(duì)施工數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，作為下一階段的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。運(yùn)行階段:(1)自動(dòng)的對(duì)使用中的大跨度斜拉橋進(jìn)行結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)損傷積累和抗力衰減進(jìn)行檢測(cè);(2)對(duì)橋梁的安全性進(jìn)行評(píng)定、對(duì)可能出現(xiàn)的損傷狀況進(jìn)行智能預(yù)警和乃至提供修復(fù)方案，控制其損傷，保障結(jié)構(gòu)的安全性、完整性、適用性和耐久性;(3)在系統(tǒng)使用過程中依據(jù)自身實(shí)踐發(fā)展新的養(yǎng)護(hù)管理方法、監(jiān)測(cè)技術(shù)及相應(yīng)的評(píng)估理論和方法。

2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路

大跨徑混凝土斜拉橋施工運(yùn)營(yíng)監(jiān)控系統(tǒng)致力于對(duì)現(xiàn)代高速公路普遍采用的大跨度混凝土斜拉橋從施工到運(yùn)營(yíng)全程的仿真與監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)現(xiàn)行的公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范和公路橋涵養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范等相關(guān)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，參考國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的系統(tǒng)建設(shè)方案，結(jié)合國(guó)內(nèi)公路斜拉橋施工和監(jiān)測(cè)實(shí)踐，力求實(shí)現(xiàn)對(duì)斜拉橋從施工到運(yùn)營(yíng)的全壽命周期無縫監(jiān)測(cè)，每一階段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均能迅速轉(zhuǎn)化為下一階段分析模擬的基礎(chǔ)信息，使分析評(píng)價(jià)、仿真結(jié)果更加可靠。

系統(tǒng)以安裝在橋梁上的各類傳感器所采集的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合目前先進(jìn)的橋梁健康監(jiān)測(cè)和安全評(píng)價(jià)理論建立:采用耐久性施工4D仿真模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁施工和運(yùn)營(yíng)的3D動(dòng)態(tài)圖像化實(shí)時(shí)仿真，多傳感器信息融合技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和自動(dòng)損傷識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的挖掘、關(guān)聯(lián)并通過其判斷出橋梁的狀態(tài)和為對(duì)可能的破壞修補(bǔ)方案決策提供支持。以上4個(gè)關(guān)鍵技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)橋梁的施工運(yùn)營(yíng)一體化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保障施工和運(yùn)營(yíng)過程中的安全、確保公路運(yùn)行的暢通并對(duì)可能出現(xiàn)的破壞進(jìn)行及時(shí)預(yù)警和提出處治方案，全面提高公路服務(wù)水平和提高管理部門的管理水平。

2.3 系統(tǒng)架構(gòu)及工作流程

針對(duì)系統(tǒng)集成化、智能化、數(shù)據(jù)共享等要求，系統(tǒng)采用分布式系統(tǒng)架構(gòu)對(duì)橋梁的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，將采集回來的橋梁健康狀況數(shù)據(jù)信息用數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一存儲(chǔ)到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理中心，并為橋梁健康狀況評(píng)價(jià)及預(yù)警子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持［6］。在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁健康狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、緊急狀況信息發(fā)布和預(yù)警。提高橋梁監(jiān)測(cè)的智能化，確保道路交通的安全、暢通。系統(tǒng)包括三方面的內(nèi)容:橋梁施工過程檢測(cè)、橋梁運(yùn)營(yíng)階段健康監(jiān)測(cè)、橋梁健康狀況評(píng)價(jià)和預(yù)警。

(1)系統(tǒng)總體架構(gòu)

大跨徑混凝土斜拉橋施工運(yùn)營(yíng)一體化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用由橋梁檢測(cè)信息集成系統(tǒng)和橋梁安全健康評(píng)價(jià)和預(yù)警3個(gè)部分組成。如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

(2)系統(tǒng)工作流程

系統(tǒng)重在實(shí)現(xiàn)對(duì)大跨徑混凝土斜拉橋施工運(yùn)營(yíng)全過程的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)可視化監(jiān)測(cè)。工作過程可分為3個(gè)階段:施工階段，管理人員在向系統(tǒng)輸入橋梁設(shè)計(jì)參數(shù)和施工場(chǎng)地參數(shù)后，系統(tǒng)智能生成施工進(jìn)度計(jì)劃。同時(shí)，根據(jù)在施工過程中布設(shè)的傳感器所獲得的數(shù)據(jù)，對(duì)橋梁施工進(jìn)度和橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行分析計(jì)算，對(duì)橋梁施工過程進(jìn)行4D仿真，在分析計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上合理調(diào)整施工計(jì)劃，使各項(xiàng)指標(biāo)滿足規(guī)范要求，增進(jìn)安全施工和實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理。運(yùn)營(yíng)階段，系統(tǒng)按照橋梁交付使用時(shí)的狀態(tài)，建立結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)模型，結(jié)合傳感器系統(tǒng)傳回的數(shù)據(jù)運(yùn)用ANSYS軟件對(duì)橋梁體系進(jìn)行動(dòng)力仿真分析，把橋梁各個(gè)關(guān)鍵工作點(diǎn)、工作面的工作狀態(tài)通過視覺化形式顯示出來。同時(shí)，根據(jù)橋梁現(xiàn)時(shí)狀態(tài)和預(yù)測(cè)工作環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)橋梁進(jìn)行損傷累計(jì)過程的模擬。損傷修復(fù)階段，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)突發(fā)狀況或疲勞失效時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行損傷程度計(jì)算，并根據(jù)損傷時(shí)橋梁狀態(tài)預(yù)測(cè)損傷造成的后果并自動(dòng)報(bào)警。同時(shí)，依據(jù)橋梁建設(shè)時(shí)設(shè)立的緊急狀況預(yù)警與修復(fù)方案數(shù)據(jù)庫(kù)，在人工干預(yù)的前提下生成應(yīng)急預(yù)案。系統(tǒng)設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)監(jiān)測(cè)預(yù)警工作自動(dòng)化，能自動(dòng)調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析和模擬仿真，只有在一些特殊情況下需進(jìn)行人工干預(yù)。系統(tǒng)的工作流程見圖2。

3 系統(tǒng)組成

大跨徑混凝土斜拉橋施工運(yùn)營(yíng)一體化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是針對(duì)目前公路工程中廣泛使用的混凝土斜拉橋結(jié)構(gòu)體系施工和運(yùn)營(yíng)過程中結(jié)構(gòu)在環(huán)境和荷載條件下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)狀態(tài)做出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)，系統(tǒng)的使用將有助于橋梁的施工管理和運(yùn)營(yíng)管理更加自動(dòng)化、信息化和智能化［7］。一體化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由2個(gè)緊密關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)構(gòu)成，即施工過程控制和施工階段監(jiān)控系統(tǒng)、橋梁運(yùn)營(yíng)階段健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

3.1 施工過程控制和施工階段監(jiān)控系統(tǒng)

圖2 系統(tǒng)工作流程

該子系統(tǒng)服務(wù)于斜拉橋的施工階段，包括分類錄入橋梁設(shè)計(jì)參數(shù)，為施工過程仿真和施工控制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持;在橋梁開始施工后，根據(jù)規(guī)范要求和斜拉橋的特性，制定出針對(duì)斜拉橋的施工監(jiān)測(cè)方案和全部傳感器的布設(shè)安排，使系統(tǒng)能夠獲取從施工期的連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，包括:主梁線形、索塔變位、截面應(yīng)力和斜拉索索力等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。最后根據(jù)傳感器獲得的數(shù)據(jù)對(duì)橋跨結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)理論分析和結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，及時(shí)調(diào)整和預(yù)警不合理之處。

依據(jù)該子系統(tǒng)的組成，系統(tǒng)主要分為以下6大子系統(tǒng):

(1)斜拉橋設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及結(jié)構(gòu)驗(yàn)算數(shù)據(jù)錄入子系統(tǒng)。把橋梁的設(shè)計(jì)參數(shù)分類錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，以便進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算、施工階段數(shù)據(jù)查詢、施工誤差驗(yàn)算及預(yù)警數(shù)據(jù)查詢對(duì)比;

(2)斜拉橋施工仿真計(jì)算子系統(tǒng)。根據(jù)斜拉橋施工控制特點(diǎn)及要求，按照施工和設(shè)計(jì)所確定的施工工序以及設(shè)計(jì)時(shí)提供的基本參數(shù)，對(duì)施工過程的結(jié)構(gòu)受力和變形等進(jìn)行施工控制和計(jì)算驗(yàn)證;

(3)參數(shù)自動(dòng)采集子系統(tǒng)。對(duì)橋梁施工過程中的應(yīng)力、索力、線形等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并實(shí)時(shí)反饋到控制系統(tǒng);

(4)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)。對(duì)橋梁施工控制中存在的誤差來源多樣性和控制目標(biāo)多樣性的特點(diǎn)，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制理論［8］進(jìn)行施工控制;

(5)施工模擬4D仿真子系統(tǒng)。在對(duì)傳統(tǒng)混凝土斜拉橋施工工序3D模擬的基礎(chǔ)上，附加時(shí)間因素，將模擬過程以動(dòng)態(tài)的3D方式圖像化［9］表現(xiàn)出來，對(duì)計(jì)劃進(jìn)度與實(shí)際進(jìn)度進(jìn)行對(duì)比。

(6)施工誤差驗(yàn)算及預(yù)警子系統(tǒng)。對(duì)施工過程采集反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)算，對(duì)于超過最大誤差的進(jìn)行報(bào)警。

3.2 橋梁運(yùn)營(yíng)階段健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

橋梁健康監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)主要是針對(duì)成橋運(yùn)營(yíng)后的橋梁結(jié)構(gòu)狀況問題進(jìn)行監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)的構(gòu)架有以下幾個(gè)模塊。

(1)傳感器子系統(tǒng) 該系統(tǒng)是橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)最底層的硬件系統(tǒng)，根據(jù)不同的橋梁監(jiān)測(cè)內(nèi)容和監(jiān)測(cè)等級(jí)，選擇相應(yīng)的傳感器類型和傳感器數(shù)量并進(jìn)行最優(yōu)化的傳感器位置布置。根據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求和大跨徑斜拉橋特點(diǎn)，監(jiān)測(cè)的內(nèi)容主要有:風(fēng)荷載監(jiān)測(cè)、空氣濕度監(jiān)測(cè)、截面溫度場(chǎng)監(jiān)測(cè)、地震監(jiān)測(cè)、動(dòng)態(tài)交通荷載監(jiān)測(cè)、雨量監(jiān)測(cè)、腐蝕監(jiān)測(cè)、結(jié)構(gòu)應(yīng)變監(jiān)測(cè)、大橋空間幾何變位監(jiān)測(cè)及沖刷監(jiān)測(cè)等。

(2)數(shù)據(jù)采集與傳輸子系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)的軟件組成［10］。該系統(tǒng)需要采集的數(shù)據(jù)包括:光纖光柵信號(hào)、電流電壓信號(hào)、智能數(shù)字信號(hào)、脈沖信號(hào)和GPS信號(hào)等［11］。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)則將采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)傳送給系統(tǒng)服務(wù)器，目前可采用的傳輸方式包括遠(yuǎn)程傳輸和本地現(xiàn)場(chǎng)有線傳輸2種方式。

(3)數(shù)據(jù)處理和控制子系統(tǒng) 該系統(tǒng)一般設(shè)在大橋管理監(jiān)測(cè)中心內(nèi)，主要功能為:在建立斜拉橋健康監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)模型對(duì)橋梁的整體靜、動(dòng)力特性及結(jié)構(gòu)各構(gòu)件進(jìn)行細(xì)致模擬基礎(chǔ)上，自動(dòng)運(yùn)用ANSYS軟件強(qiáng)大的后處理功能對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、橋梁設(shè)計(jì)參數(shù)和施工記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用分析和對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模擬，進(jìn)行疲勞損傷積累過程和其他失效過程的仿真分析［12］。另外，當(dāng)遇到特殊情況時(shí)該系統(tǒng)還能在人工干預(yù)下對(duì)橋上遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集站進(jìn)行控制，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行增刪或修改等操作。

(4)橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)估及預(yù)警子系統(tǒng) 斜拉橋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心目標(biāo)和最終目標(biāo)是對(duì)橋梁損傷進(jìn)行識(shí)別，建立橋梁損傷的計(jì)算分析模型，進(jìn)一步對(duì)橋梁的健康和安全狀態(tài)進(jìn)行評(píng)定和預(yù)測(cè)，并即時(shí)預(yù)警。該子系統(tǒng)主要包含以下幾個(gè)方面內(nèi)容。

①結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)估內(nèi)容的確定和評(píng)估預(yù)警指標(biāo)體系建立。根據(jù)斜拉橋的特點(diǎn)，確定對(duì)其健康運(yùn)營(yíng)影響最大的因素，并分析各個(gè)影響因素可能導(dǎo)致的破壞形式和后果;然后根據(jù)相應(yīng)的影響因素建立評(píng)估預(yù)警體系，如確立各個(gè)指標(biāo)的閾值等。

②橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)評(píng)估基準(zhǔn)模型。利用ANSYS軟件分析計(jì)算的結(jié)果和耐久性監(jiān)測(cè)結(jié)果，通過耐久性分析方法和結(jié)構(gòu)安全可靠度評(píng)價(jià)計(jì)算的可靠度指標(biāo)，評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)安全性和耐久性。結(jié)合橋梁模型，把橋梁體系每個(gè)構(gòu)件的可靠度和安全系數(shù)實(shí)時(shí)的用動(dòng)態(tài)可視化的方式展示到監(jiān)測(cè)人員眼中。

③橋梁損傷識(shí)別模型。當(dāng)安全性評(píng)價(jià)的可靠度超出閾值或者出現(xiàn)突發(fā)狀況時(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋梁損傷，對(duì)損傷進(jìn)行分析計(jì)算。進(jìn)而觸發(fā)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案模塊并傳遞損傷計(jì)算結(jié)果，并且依據(jù)橋梁的實(shí)時(shí)狀態(tài)和環(huán)境因子分析模擬損傷破壞的發(fā)展軌跡，生成相關(guān)參數(shù)。

④應(yīng)急預(yù)案模塊。橋梁建成運(yùn)營(yíng)時(shí)，根據(jù)橋梁施工和設(shè)計(jì)參數(shù)、環(huán)境影響因子，對(duì)橋梁在使用年限內(nèi)可能出現(xiàn)的破壞類型做出合理預(yù)測(cè)，針對(duì)可能的突發(fā)狀況或累積損傷狀況建立相應(yīng)的應(yīng)急處理辦法，包括報(bào)警方式和修復(fù)方案等;在被上一模塊觸發(fā)后，可自動(dòng)或在人工干預(yù)情況自動(dòng)報(bào)警，智能的生成應(yīng)急預(yù)案和橋梁結(jié)構(gòu)修復(fù)方案，并計(jì)算財(cái)產(chǎn)損失并生成相關(guān)報(bào)表。

(5)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的“倉(cāng)庫(kù)”，存儲(chǔ)和管理橋梁及其健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所有的硬件和軟件以及監(jiān)測(cè)和分析結(jié)果全過程的信息，包括橋梁地理位置子庫(kù)、橋梁設(shè)計(jì)CAD圖紙子庫(kù)、橋梁施工監(jiān)控子庫(kù)、成橋試驗(yàn)子庫(kù)、健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件和軟件信息子庫(kù)、橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)子庫(kù)和橋梁結(jié)構(gòu)分析結(jié)果子庫(kù)等，系統(tǒng)計(jì)算模塊可根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)用相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算?？筛鶕?jù)系統(tǒng)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理的不同要求，選擇SQL Server作為數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁幾何數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)時(shí)間序列數(shù)據(jù)、圖像監(jiān)測(cè)信息和文本信息的統(tǒng)一存儲(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)傳統(tǒng)的橋梁監(jiān)測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)和存在的問題，結(jié)合大跨徑混凝土斜拉橋廣泛應(yīng)用的現(xiàn)狀，提出了對(duì)橋梁全壽命周期進(jìn)行監(jiān)控的大跨徑混凝土斜拉橋施工運(yùn)營(yíng)一體化監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路和系統(tǒng)架構(gòu)，完成了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)。充分利用了計(jì)算機(jī)的快速計(jì)算功能和ANSYS軟件的結(jié)構(gòu)分析功能，使橋梁管理者能夠直觀的以視覺化動(dòng)態(tài)化的形式監(jiān)控橋梁結(jié)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)橋梁的全壽命周期進(jìn)行監(jiān)控，保證監(jiān)控的連續(xù)性、準(zhǔn)確性和有效性。系統(tǒng)的開發(fā)將有效減輕橋梁管理者的工作強(qiáng)度和提高橋梁監(jiān)控的質(zhì)量和效率。

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