CN107328537A - 模块化钢桥主桥结构的检测方法 - Google Patents

模块化钢桥主桥结构的检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于桥梁检测领域，具体是一种模块化钢桥主桥结构的检测方法，该方法包括以下步骤：步骤一：在桥上安装监控系统，监控系统采用模块化设计，每个检测量构建一个模块；步骤二：将步骤一所述的监测系统的各模块与现场监控主机之间通过CAN总线通信连接；步骤三：检测模块化钢桥主梁的位移、扰度及应变，并通过4G网络，把相关数据实时发送到监测室。本发明检测方法测量精度高，操作方便，灵活性好，可对桥梁进行全面检测，有效于减少事故的发生，提高安全系数。

Description

模块化钢桥主桥结构的检测方法
技术领域
本发明属于桥梁检测领域，具体是一种模块化钢桥主桥结构的检测方法。
背景技术
随着中国基础设施建设的高速发展，在过去的二十年时间里，中国建设了海量的交通基础设施，尤其是桥梁设施；目前，全国桥梁数量已经达到一百万座。桥梁作为公路运输的纽带，在现代交通领域具有非常重要的作用。
在一些旧桥改造的过程中，会使相关道路交通长时间持续中断，这给人们的生产和生活带来了诸多不便。因此，在一些河流上的旧桥改造过程中，需要铺设一些临时用桥，以满足人们交通的需求。但是，现在的临时用桥施工工期较长，投入成本较大。近年来，模块化桥梁结构由于能够迅速组装，不受天气或温度条件影响，有效提高了施工效率，减少了施工时间，因此，越来越获得人们的青睐。为了使模块化桥梁正常运行，需要定时进行检测，其中，桥梁的挠度用于衡量桥梁的弯曲变形大小，通过检测桥梁的挠度可以体验桥梁的设计和施工质量，同时通过定期或者实时监测桥梁特定位置的挠度变化，还可以了解桥梁刚度的变化情况，从而监测桥梁结构的健康状态。
目前对桥梁进行检测时，还处在最原始的手工作业阶段；通常是现场桥梁结构工程师进行手工纸质记录桥梁病害，凭检测人员的记忆或人工按照桥梁上的某种标号推算出桥梁的名称等属性数据，随后整理信息形成文档，再根据国家养护技术规范进行技术评级，而后给出养护建议，输出桥梁检测报告。这种桥梁检测方式主要存在以下弊端：一方面整个检测过程繁琐且容易产生错误，而且不能实时监测模块化钢桥主桥的情况，无法及时对模块化钢桥进行维修保养。
发明内容
本发明主要针对现有模块化钢桥主桥结构的检测方法所存在的问题，提供一种测量精确、运行稳定、可以实时监测模块化钢桥主桥的情况的模块化钢桥主桥结构的检测方法。
本发明的方案是通过这样实现的：一种模块化钢桥主桥结构的检测方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：在桥上安装监控系统，监控系统采用模块化设计，每个检测量构建一个模块，其中，采用横桥向监控模块监控主桥横桥向位移，采用顺桥向监控模块监控主桥顺桥向位移，采用挠度监控模块监控主桥挠度，采用应力监控模块监控主桥应力，上述模块与现场监控主机和远程监控主机共同构成了整个监控系统；
步骤二：将步骤一所述的监测系统的各模块与现场监控主机之间通过CAN总线通信连接，CAN总线是嵌入式工业控制局域网和汽车计算机控制系统的国际标准总线；
步骤三：检测模块化钢桥主梁的位移、扰度及应变，并通过4G网络，把相关数据实时发送到监测室；当出现超载导致扰度或应变超过预警值时，通过报警系统进行报警，并对桥面路况进行实时拍照，并把相关照片及数据传输到路政相关单位，便于对桥梁的维护及超载的取证。
此外，本发明还提供如下附属技术方案：
优选地，步骤一所述的系统中每个模块均可对自身进行故障诊断，当出现故障时实时向现场监控主机和远程监控主机进行报警；同时现场监控主机和远程监控主机均可在任意时刻控制各个模块进行自我诊断，实时监控系统状态。
优选地，步骤一中对监控系统的各个模块内部增加硬件备份，同时软件中对冗余结构的判别准则、检测方法进行算法处理，以此进行冗余设计。增强监控系统的稳定性，个别模块出现故障并不影响其它模块的正常运行。
优选地，步骤三所述数据上传至云服务器，以供手持终端从云服务器上下载对应的桥梁历史检测信息进行查看。方便维护人员可以快捷方便的获取桥梁检测信息以便精准维修。
优选地，所述现场监控主机设有太阳能板、蓄电池和充放电控制器保障供电。不依赖外部供电，减少意外断电造成的监控中断。
优选地，所述横桥向监控模块和顺桥向监控模块包含位移传感器，所述挠度监控模块包含倾角传感器，所述应力监控模块包含应力传感器。
优选地，步骤三中，对结构损伤、超限荷载、边界条件进行分析，分析后将数据传送至监测室中，最终通过数据生成模块打印出数据。
优选地，所述横桥向监控模块和顺桥向监控模块设在模块化钢桥一端，所述挠度监控模块设在模块化钢桥中部，所述应力监控模块设在顺桥向监控模块和挠度监控模块之间。位置的科学设置满足不同模块测量的需要。
本发明的有益效果是：
1.本发明检测方法测量精度高，操作方便，灵活性好，可对桥梁进行全面检测，有效于减少事故的发生，提高安全系数。
2.本发明增强监控系统的稳定性，个别模块出现故障并不影响其它模块的正常运行。
3.本发明增强监控系统的可维护性，无需对系统进行整体更换，仅需更换故障模块即可，增强监控系统的扩展性，需要增加检测量时，仅需增加相应的检测模块。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图中零部件名称及序号：
CAN总线1，采用横桥向监控模块1.1，顺桥向监控模块1.2，应力监控模块1.3，挠度监控模块1.4 ，远程监控主机2，模块化钢桥3，现场监控主机4充放电控制器4.1，蓄电池4.2，太阳能板4.3。
具体实施方式
以下结合较佳实施例对本发明的技术方案作进一步非限制性的详细说明。。
实施例1：
如图1所示，一种模块化钢桥主桥结构的检测方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：在桥上安装监控系统，监控系统采用模块化设计，每个检测量构建一个模块，其中，采用横桥向监控模块1.1监控主桥横桥向位移，采用顺桥向监控模块1.2监控主桥顺桥向位移，采用挠度监控模块1.4监控主桥挠度，采用应力监控模块1.3监控主桥应力，所述横桥向监控模块1.1和顺桥向监控模块1.2设在模块化钢桥一端，所述挠度监控模块1.4设在模块化钢桥中部，所述应力监控模块1.3设在顺桥向监控模块1.2和挠度监控模块1.4之间；所述横桥向监控模块1.1和顺桥向监控模块1.2包含位移传感器，所述挠度监控模块1.4包含倾角传感器，所述应力监控模块1.3包含应力传感器；上述模块与现场监控主机4和远程监控主机2共同构成了整个监控系统；系统中每个模块均可对自身进行故障诊断，当出现故障时实时向现场监控主机4和远程监控主机2进行报警；同时现场监控主机4和远程监控主机2均可在任意时刻控制各个模块进行自我诊断，实时监控系统状态；对监控系统的各个模块内部增加硬件备份，同时软件中对冗余结构的判别准则、检测方法进行算法处理，以此进行冗余设计。
步骤二：将步骤一所述的监测系统的各模块与现场监控主机之间4通过CAN总线1通信连接，CAN总线1是嵌入式工业控制局域网和汽车计算机控制系统的国际标准总线；
步骤三：检测模块化钢桥主梁的位移、扰度及应变，并通过4G网络，把相关数据实时发送到监测室；当出现超载导致扰度或应变超过预警值时，通过报警系统进行报警，并对桥面路况进行实时拍照，并把相关照片及数据传输到路政相关单位，便于对桥梁的维护及超载的取证；同时对结构损伤、超限荷载、边界条件进行分析，分析后将数据传送至监测室中，最终通过数据生成模块打印出数据。
实施例2：
如图1所示，一种模块化钢桥主桥结构的检测方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：在桥上安装监控系统，监控系统采用模块化设计，每个检测量构建一个模块，其中，采用横桥向监控模块1.1监控主桥横桥向位移，采用顺桥向监控模块1.2监控主桥顺桥向位移，采用挠度监控模块1.4监控主桥挠度，采用应力监控模块1.3监控主桥应力，所述横桥向监控模块1.1和顺桥向监控模块1.2设在模块化钢桥一端，所述挠度监控模块1.4设在模块化钢桥中部，所述应力监控模块1.3设在顺桥向监控模块1.2和挠度监控模块1.4之间；所述横桥向监控模块1.1和顺桥向监控模块1.2包含位移传感器，所述挠度监控模块1.4包含倾角传感器，所述应力监控模块1.3包含应力传感器；上述模块与现场监控主机4和远程监控主机2共同构成了整个监控系统；系统中每个模块均可对自身进行故障诊断，当出现故障时实时向现场监控主机4和远程监控主机2进行报警；同时现场监控主机4和远程监控主机2均可在任意时刻控制各个模块进行自我诊断，实时监控系统状态；对监控系统的各个模块内部增加硬件备份，同时软件中对冗余结构的判别准则、检测方法进行算法处理，以此进行冗余设计。
步骤二：将步骤一所述的监测系统的各模块与现场监控主机之间4通过CAN总线1通信连接，CAN总线1是嵌入式工业控制局域网和汽车计算机控制系统的国际标准总线；
步骤三：检测模块化钢桥主梁的位移、扰度及应变，并通过4G网络，把相关数据实时发送到监测室；当出现超载导致扰度或应变超过预警值时，通过报警系统进行报警，并对桥面路况进行实时拍照，并把相关照片及数据传输到路政相关单位，便于对桥梁的维护及超载的取证；
步骤三所述数据上传至云服务器，以供手持终端从云服务器上下载对应的桥梁历史检测信息进行查看。
所述现场监控主机4设有太阳能板4.3、蓄电池4.2和充放电控制器4.1保障供电。
需要指出的是，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种模块化钢桥主桥结构的检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一：在桥上安装监控系统，监控系统采用模块化设计，每个检测量构建一个模块，其中，采用横桥向监控模块（1.1）监控主桥横桥向位移，采用顺桥向监控模块（1.2）监控主桥顺桥向位移，采用挠度监控模块（1.4）监控主桥挠度，采用应力监控模块（1.3）监控主桥应力，上述模块与现场监控主机（4）和远程监控主机（2）共同构成了整个监控系统；
步骤二：将步骤一所述的监测系统的各模块与现场监控主机之间（4）通过CAN总线（1）通信连接，CAN总线（1）是嵌入式工业控制局域网和汽车计算机控制系统的国际标准总线；
步骤三：检测模块化钢桥主梁的位移、扰度及应变，并通过4G网络，把相关数据实时发送到监测室；当出现超载导致扰度或应变超过预警值时，通过报警系统进行报警，并对桥面路况进行实时拍照，并把相关照片及数据传输到路政相关单位，便于对桥梁的维护及超载的取证。
2.根据权利要求1所述的一种模块化钢桥主桥结构的检测方法，其特征在于：步骤一所述的系统中每个模块均可对自身进行故障诊断，当出现故障时实时向现场监控主机（4）和远程监控主机（2）进行报警；同时现场监控主机（4）和远程监控主机（2）均可在任意时刻控制各个模块进行自我诊断，实时监控系统状态。
3.根据权利要求1所述的一种模块化钢桥主桥结构的检测方法，其特征在于：步骤一中对监控系统的各个模块内部增加硬件备份，同时软件中对冗余结构的判别准则、检测方法进行算法处理，以此进行冗余设计。
4.根据权利要求1所述的一种模块化钢桥主桥结构的检测方法，其特征在于：步骤三所述数据上传至云服务器，以供手持终端从云服务器上下载对应的桥梁历史检测信息进行查看。
5.根据权利要求1所述的一种模块化钢桥主桥结构的检测方法，其特征在于：所述现场监控主机（4）设有太阳能板（4.3）、蓄电池（4.2）和充放电控制器（4.1）保障供电。
6.根据权利要求1所述的一种模块化钢桥主桥结构的检测方法，其特征在于：所述横桥向监控模块（1.1）和顺桥向监控模块（1.2）包含位移传感器，所述挠度监控模块（1.4）包含倾角传感器，所述应力监控模块（1.3）包含应力传感器。
7.根据权利要求1所述的一种模块化钢桥主桥结构的检测方法，其特征在于：步骤三中，对结构损伤、超限荷载、边界条件进行分析，分析后将数据传送至监测室中，最终通过数据生成模块打印出数据。
8.根据权利要求1所述的一种模块化钢桥主桥结构的检测方法，其特征在于：所述横桥向监控模块（1.1）和顺桥向监控模块（1.2）设在模块化钢桥一端，所述挠度监控模块（1.4）设在模块化钢桥中部，所述应力监控模块（1.3）设在顺桥向监控模块（1.2）和挠度监控模块（1.4）之间。
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