CN113776582A - 一种钢结构桥梁、安全监测方法及安全监测装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种钢结构桥梁、安全监测方法及安全监测装置，其包括安全监测系统，安全监测系统包括有局部监测装置、整体监测装置以及环境监测装置，还包括有安全监测控制中心，安全监测控制中心包括有预警显示装置；安全监测控制中心与气象中心、地质中心以及桥梁维护中心通信连接共享数据。通过局部监测装置、整体监测装置以及环境监测装置配合实现对钢结构桥梁主体结构应力变化、各主体结构和整体结构的结构完整性、整体结构是否发生位移以及钢结构桥梁所处环境情况进行实时监测，并根据获得的实时数据进行分析；当发生安全危险时，即可向桥梁维护中心和预警显示装置发出警示信息，实现实时监测钢结构桥梁结构状态并提示结构状态风险的目的。

Description

一种钢结构桥梁、安全监测方法及安全监测装置

技术领域

本申请涉及钢结构桥梁安全监测技术领域，尤其是涉及一种钢结构桥梁、安全监测方法及安全监测装置。

背景技术

大型桥梁结构是交通运输系统中的枢纽工程，在国民经济中起着十分重要的作用。随着桥梁跨度越来越大，不仅仅对桥梁设计理论和施工技术提出了更为严格的要求，同时对于桥梁建成后的安全维护、监测提出了更高的要求。

随着桥梁桥龄的增长、气候和环境等自然作用以及日益增加的交通量和重车过桥数量，桥梁结构或者构件发生不同程度的自然累积损伤和意外损伤，使得桥梁结构的安全性和耐久性发生退化，因此，对桥梁结构进行安全监测具有十分重要的意义。

目前，我国大型桥梁结构的安全监测主要包括有经常性检查、定期检查以及特殊检查三个主要方式。经常性检查以目测为主，利用简单测量工具配合桥梁小修保养工作同时进行，一般按照月度进行；定期检查，目测结合仪器检查为主，一般是在新桥建成接收养护一年后进行，检查周期一般为三年；特殊检查是指利用特殊仪器设备确定桥梁的结构状态，一般是在定期检查难以确定桥梁结构状态时，或者是遭遇地震、洪水、滑坡、泥石流、超重车辆通行、行船或重大漂流物撞击后进行，又或者是在改造、加固桥梁前进行。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有一般桥梁检查方式时间间隔长，难以及时掌握桥梁结构状态的缺陷。

发明内容

为了实时掌握桥梁的结构状态，本申请提供一种钢结构桥梁、安全监测方法及安全监测装置。

第一方面，本申请提供一种钢结构桥梁，采用如下的技术方案：

一种钢结构桥梁，包括有安全监测系统，所述安全监测系统包括有针对桥梁主体结构进行监测的局部监测装置、针对钢结构桥梁整体结构进行监测的整体监测装置以及针对钢结构桥梁所处环境进行监测的环境监测装置，还包括有与所述局部监测装置、整体监测装置以及环境监测装置通信连接的安全监测控制中心，所述安全监测控制中心包括有设置于桥面上的预警显示装置；所述局部监测装置包括有设置于墩台、桥面、索塔、悬索、伸缩缝以及支座处的第一监测传感器和第一图像监测器，所述第一监测传感器用于监测相应结构的结构应力和悬索结构完整性，所述第一图像监测器用于记录相应结构的图像画面；所述整体监测装置包括有设置于桥梁主体结构周围环境处的第二监测传感器和第二图像监测器，所述第二监测传感器用于监测桥梁主体结构的位移数据，所述第二图像监测器用于记录桥梁主体结构的图像画面；所述环境监测装置包括有设置于搭建桥梁用基础坡的基础监测设备以及设置于防护桥梁用周侧坡的外围监测设备，所述基础监测设备和外围监测设备均包括有预先埋设于结构坡内的第三监测传感器和第三图像监测器；所述第三监测传感器用于监测相应结构坡的坡体结构应力，所述第三图像监测器用于记录相应结构坡的图像画面；所述安全监测控制中心与气象中心、地质中心以及桥梁维护中心通信连接共享数据，所述安全监测控制中心根据局部监测装置、整体监测装置以及环境监测装置的监测数据以及共享数据进行数据分析判断，并根据分析判断结果发送报警信息至桥梁维护中心和预警显示装置；所述局部监测装置、整体监测装置、环境监测装置与安全监测控制中心无线通信连接，且所述安全监测控制中心构建有云存储平台，所述云存储平台用于存储监测数据，并记录桥梁通车流量与局部监测装置的结构应力监测数据的对应关系；所述预警显示装置包括有多级预警显示屏，所述预警显示屏设置于桥梁引桥、桥梁道路入口以及桥梁桥面道路处，且所述预警显示屏与车载电子设备、驾驶员的随身电子设备通信连接。

通过采用上述技术方案，利用第一监测传感器和第一图像监测器构成的局部监测装置，监测钢结构桥梁各主体结构的结构应力变化情况和结构图像；同时利用第二监测传感器和第二图像监测器构成的整体监测装置，监测钢结构桥梁的整体结构是否发生位移以及整体结构图像；进一步利用第三监测传感器和第三图像监测器构成的环境监测装置，监测钢结构桥梁的结构坡是否发生崩塌、泥石流等现象。通过局部监测装置、整体监测装置以及环境监测装置配合实现对钢结构桥梁的各主体结构的应力变化、各主体结构和整体结构的结构完整性、整体结构是否发生位移以及钢结构桥梁所处环境情况进行实时监测，并根据获得的实时数据进行分析；当发生安全危险时，即可向桥梁维护中心和预警显示装置发出警示信息，实现实时监测钢结构桥梁结构状态并提示结构状态风险的目的。

监测得到的数据可以上传存储至云存储平台，有利于监测数据的保存、调用，同时便于后期展开针对桥梁结构状态的分析工作，另外，在钢结构桥梁结构状态监测的基础上，构建得到桥梁通车流量与各主体结构结构应力变化的对应关系，以便于后期针对性地进行养护作业，或者是桥梁通车的调整工作。

利用预警显示装置可以将桥面的道路情况、桥梁遭遇意外事故或者结构状态发生严重变化时的警示信息发送至车辆、车辆驾驶员，以便于车辆驾驶员及时了解前方路况。

优选的，所述安全监测系统还包括有桥面道路监测装置，所述桥面道路监测装置与安全监测控制中心无线通信连接，所述桥面道路监测装置包括有架设于桥面道路上方的第四监测传感器和第四图像监测器，所述第四监测传感器用于感应通过的车辆，所述第四图像监测器用于记录桥梁道路上的通车图像画面。

通过采用上述技术方案，利用第四监测传感器和第四图像监测器构建得到桥面道路监测装置，以直接、准确获得桥面通行车辆情况，不仅包括有桥面不同位置处单位时间内的车辆通行情况，还包括有桥面车辆通行顺畅情况、桥面车辆等是否发生意外事故等综合信息。

优选的，所述安全监测系统还包括有桥梁水路监测装置，所述桥梁水路监测装置与安全监测控制中心无线通信连接，所述桥梁水路监测装置包括有架设于水面上的第五监测传感器和第五图像监测器，所述第五监测传感器用于感应通过桥梁下方水面的船只，所述第五图像监测器用于记录船只通过桥梁时的图像画面。

通过采用上述技术方案，利用第五监测传感器和第五图像监测器构建得到桥梁水路监测装置，在发生水面撞击事故时，可以及时获知撞击点、被撞击点的结构应力变化以及外结构状态，初步掌握钢结构桥梁的结构状态，同时便于后期制定、进行更精准的检查作业。

第二方面，本申请提供一种钢结构桥梁安全监测方法，采用如下的技术方案：

一种钢结构桥梁安全监测方法，在构建钢结构桥梁及周围配套设施时，在钢结构桥梁的各主体结构处布置相应的第一监测传感器和第一图像监测器，在钢结构桥梁所处环境中布置相应的第二监测传感器和第二图像监测器，在钢结构桥梁的结构坡处布置相应的第三监测传感器和第三图像监测器，通过安全监测控制中心实时采集监测数据，并将监测数据、对应的车流量数据、以及气象地质数据上传云存储平台，安全监测控制中心根据数据分析结果向桥梁维护中心和预警显示装置发送警示信息，并构建得到车流量与桥体结构应力变化的对应关系。

优选的，预警显示装置通过无线通信的方式识别桥梁上的通行车辆，并发送桥梁路面信息和安全警示信息至通行车辆上的电子设备和/或通行车辆上驾驶员的随身电子设备上。

第三方面，本申请提供一种钢结构桥梁安全监测装置，采用如下的技术方案：

一种钢结构桥梁安全监测装置，包括有与悬索滑移套设配合使用的检测环，所述检测环上设置有用于驱动其沿悬索运动的驱动组件、用于拉伸悬索上相应检测段的抓取组件以及用于检测悬索结构完整性的检测组件；所述检测环包括有环壳，所述环壳上形成有安装孔，悬索与所述安装孔构成滑移穿设配合，且所述环壳上形成有缺口，悬索经由所述缺口进入至安装孔内；所述驱动组件包括有转动设置于环壳上的转动轮，所述转动轮配合夹持悬索并与悬索构成滚动夹持配合，且所述转动轮连接有其转动的驱动件；所述抓取组件包括有至少两个夹爪，且至少两个所述夹爪抓取检测段并沿相反方向运动，所述夹爪连接有驱动其运动的动力件；所述检测组件包括有安装于环壳上的索体损伤检测设备，且所述索体损伤检测设备对应于悬索的检测段。

通过采用上述技术方案，由驱动件和转动轮构成的驱动组件驱动检测环沿悬索运动，在运动至悬索的检测段后停止运动，然后由抓取组件的夹爪夹持悬索并适度拉紧悬索，再由索体损伤检测设备完成对检测段的检测，以达到检测悬索结构完整性的目的。

优选的，所述环壳内设置有驱动转动轮靠近或者远离悬索的伸缩件，所述驱动件安装于伸缩件上并与转动轮共同做伸缩运动。

通过采用上述技术方案，在安装检测环时，由伸缩件驱动转动轮和驱动件缩回，以便于悬索穿入安装孔内，在完成穿设动作后，由伸缩件驱动转动轮和驱动件伸出并抵接于绳索上，同时根据实际情况调整抵紧程度，以获得较为稳定的行走状态。

优选的，所述环壳内设置有养护设备，所述养护设备包括有清洁组件和刷油组件，所述清洁组件包括有清洁刷头以及用于驱动清洁刷头抵接悬索并沿环壳的圆周方向转动的第一驱动组件，所述刷油组件包括有涂油刷头以及用于驱动涂油刷头抵接悬索并沿环壳的圆周方向转动的第二驱动组件。

通过采用上述技术方案，第一驱动组件驱动清洁刷头抵接悬索并转动清洁悬索，以达到去除悬索表面污垢的目的，而第二驱动组件驱动涂油刷头抵接悬索并转动地在悬索表面附图养护油液，以达到养护悬索的目的。

优选的，所述环壳内设置有涂覆设备，所述涂覆设备包括有涂覆刷头以及用于驱动涂覆刷头抵接悬索并沿环壳的圆周方向转动的第三驱动组件；且当所述转动轮沿悬索上行转动时，所述清洁刷头和涂油刷头抵接悬索，所述涂覆刷头远离悬索，当所述转动轮沿悬索下行转动时，所述涂覆刷头抵接悬索，所述清洁刷头和涂油刷头远离悬索。

通过采用上述技术方案，第三驱动组件驱动涂覆刷头抵接悬索并转动地在悬索表面均匀涂抹养护油液，以降低养护油液不均匀分布而对检测作业产生不良影响。

优选的，所述环壳内设置有拍照检测设备，所述拍照检测设备对应于悬索的检测段，所述拍照检测设备包括有CCD相机以及驱动CCD相机沿环壳的圆周方向转动的环绕组件。

通过采用上述技术方案，借助CCD相机拍摄环壳内的悬索外部结构状态，以便于检测人员观察悬索的外部结构完整性，同时，利用环绕组件驱动CCD相机在环壳内做圆周运动，以拍摄获得悬索周侧的完整外部结构状态。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过局部监测装置、整体监测装置以及环境监测装置，对钢结构桥梁的各主体结构的应力变化、各主体结构和整体结构的结构完整性、整体结构是否发生位移以及钢结构桥梁所处环境情况进行实时监测，并根据获得的实时数据进行分析；当发生安全危险时，即可向桥梁维护中心和预警显示装置发出警示信息，实现实时监测钢结构桥梁结构状态并提示结构状态风险的目的；

2.借助桥面道路监测装置、预警显示装置以及安全监测控制中心实现钢结构桥梁与通行车辆、通行车辆驾驶员三者之间的智慧连接，并结合钢结构桥梁自身的实时监测，实现了智慧桥梁安全监测系统的构建；

3.由驱动件和转动轮构成的驱动组件驱动检测环沿悬索运动，在运动至悬索的检测段后停止运动，然后由抓取组件的夹爪夹持悬索并适度拉紧悬索，再由索体损伤检测设备完成对检测段的检测，以达到检测悬索结构完整性的目的。

附图说明

图1是一种钢结构桥梁安全监测系统的系统示意图；

图2是安全监测装置的整体结构示意图；

图3是安全监测装置的端面结构示意图；

图4是安全监测装置的内部结构示意图；

图5是主要用于展示驱动组件的结构示意图。

附图标记说明：1、检测环；11、环壳；12、安装孔；13、缺口；2、驱动组件；21、伸缩件；22、驱动件；23、转动轮；3、悬索；4、检测组件；5、抓取组件；51、动力件；52、夹爪；6、拍照检测设备；61、环绕组件；611、环形轨道；612、小车；62、CCD相机；7、养护设备；71、清洁组件；711、清洁刷头；712、第一驱动组件；72、刷油组件；721、涂油刷头；722、第二驱动组件；8、涂覆设备；81、涂覆刷头；82、第三驱动组件。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种钢结构桥梁。

参照图1所示，一种钢结构桥梁，包括有安全监测系统，安全监测系统包括有局部监测装置、整体监测装置、环境监测装置、桥面道路监测装置以及桥梁水路监测装置五大监测装置。局部监测装置主要用于监测桥梁的墩台、桥面、索塔、悬索3、伸缩缝以及支座等主体结构；整体监测装置主要用于监测钢结构桥梁整体结构是否发生位移；环境监测装置主要用于监测钢结构桥梁整体结构所处的周围环境情况；桥面道路监测装置主要用于监测桥梁桥面的通车情况；桥梁水路监测装置主要用于监测桥梁下方水面通航的船只情况。另外，安全监测系统还包括有安全监测控制中心，安全监测控制中心与上述局部监测装置、整体监测装置、环境监测装置、桥面道路监测装置以及桥梁水路监测装置通信连接，通过安全监测控制中心采集监测信息并发出预警信息，以实现全天候实时监测钢结构桥梁结构安全和通行安全的目的。

局部监测装置包括有第一监测传感器和第一图像监测器，通过传感器采集监测数据和图像视频记录两种方式相配合实现内部和外部共同监测桥梁主体结构的目的。可采用应力传感器作为第一监测传感器使用，应力传感器需要预先埋设于墩台、桥面、索塔以及伸缩缝内，以实时检测相应结构的结构应力变化情况，同时需要埋设应力传感器与安全监测控制中心通信的连接线；而在检测悬索结构所受应力时，可预先在悬索的尾部加装悬索索力计或者是后期在指定位置加装悬索索力计，悬索索力计采用的是频率法测索力的原理，通过内部集成的微控制器、加速度传感器、辅助电源等实现悬索索力的实时检测，同时还可以根据检测的数据间接实现悬索结构完整性的检测，并通过连接线与安全监测控制中心通信连接，索力计为悬索桥梁通用检测设备，此处不做具体展开。同时，可采用CCTV闭路监视器作为第一图像监测器使用，且CCTV闭路监视器与安全监测控制中心有线或者无线通讯连接，以实现对相应主体结构或者主体结构上的特殊位置进行实时图像或者视频监测的目的。

整体监测装置包括有第二监测传感器和第二图像监测器，通过传感器采集桥梁整体结构的位移数据和图像视频记录两种方式相配合实现实时监控桥梁整体状态的目的，尤其是在桥体上通行重载车辆或者桥体发生严重撞击或者极端气象或者极端地质环境下，更有利于及时掌握钢结构桥梁的桥体状况。可采用传统的拉绳位移传感器作为第二监测传感器使用，拉绳位移传感器的感应器布置于桥墩上，而拉绳位移传感器的拉绳缚在梁体上，并通过连接线与安全监测控制中心通信连接，以检测钢结构桥梁承受压力时的形变情况。同时，可采用CCTV闭路监视器作为第二图像监测器使用，且CCTV闭路监视器与安全监测控制中心有线或者无线通讯连接，以监测钢结构桥梁桥体、悬索等的实时状态。

环境监测装置包括有基础监测设备和外围监测设备，其中，基础监测设备布置于搭建桥梁用的基础坡上，而外围监测设备布置于防护桥梁用的周侧坡上，通过对基础坡和周侧坡的实时监控实现即时掌握钢结构桥梁周围环境情况的目的。基础监测设备和外围监测设备均包括有预先埋设于相对应的结构坡内的第三监测传感器，以及布置于周围环境中的第三图像传感器，可采用应力传感器作为第三监测传感器使用，以检测相对应的结构坡的结构应力变化情况，并通过连接线与安全监测控制中心通讯连接，还可采用CCTV闭路监视器作为第三图像传感器使用，以监测结构坡的整体状态，并通过有线或者无限的方式与安全监测控制中心通讯连接。

桥面道路监测装置包括有布置于桥面道路上的第四监测传感器和第四图像监测器，可采用红外感应传感器作为第四监测传感器使用，或者是其它起到类似作用的传感器，架设于桥面上，并通过连接线与安全监测控制中心通讯连接，还可采用CCTV闭路监视器作为第四图像监测器使用，其中，第四监测传感器用于感应通过的车辆、车速等，而第四图像监测器与安全监测控制中心通过有线或者无线的方式通讯连接，既可以辅助第四监测传感器识别通过的车辆、计算单位时间通过的车流量或者特定车辆的车速等，还可以帮助桥梁管理人员实时掌握桥面道路通行情况。

桥梁水路监测装置包括有布置于桥梁下方水面上的第五监测传感器和第五图像监测器，可采用红外感应传感器作为第五监测传感器使用，或者是其它起到类似作用的传感器，通过浮漂固定于水面或者是直接固定于桥墩上，以感应是否有船只通过桥梁，还可采用CCTV闭路监视器作为第五图像监测器使用，可直接布置于桥墩上，并通过有线或者无线的方式与安全监测控制中心通讯连接，以监测记录船只通过桥梁时的图像画面，帮助桥梁安全管理人员实施掌握船只通行情况，同时便于在发生撞击时，了解撞击过程以及撞击位置等第一手资料。

安全监测控制中心包括有中心基站和预警显示装置，中心基站可选择建设在桥梁处或者附近，也可以选择通过远程通信的方式采集数据，以在远离钢结构桥梁的位置处建设中心基站，中心基站通过连接线的有线方式或者4G、5G等无线通讯方式采集局部监测装置、整体监测装置、环境监测装置、桥面道路监测装置以及桥梁水路监测装置的监测数据，并存储于自身的云存储平台中，同时与气象中心、地质中心以及桥梁维护中心通信连接以共享数据。中心基站通过分析采集的数据以及共享的数据，判断钢结构桥梁所处的状态，操作人员根据分析结果再次进行核对和判断，若出现危险情况则发出警示信息至桥梁维护中心和预警显示装置处。中心基站与预警显示装置通讯连接，且预警显示装置包括有多级预警显示屏，即多组预警显示屏从钢结构桥梁的引桥位置间隔设立至桥梁道路入口、桥梁桥面上，以提示往来车辆警示信息。在上述基础之上，安全监测控制中心还可以通过分析采集到的桥梁道路通车流量数据信息与车辆通过时的局部监测装置所采集到的结构应力数据信息，以便于管理人员及时掌握通车情况与桥梁受力变化的对应关系，进而便于管理人员跟踪发现桥梁可能发生结构损伤的位置，或者是便于维护人员针对钢结构桥梁上的特定位置进行针对性调整。

车载电子设备、驾驶员的随身电子设备可与预警显示屏的建立通信连接，以接收具体的警示信息或者桥梁路面的车辆通行情况，具体建立连接的方式可以是车载电子设备或者驾驶员的随身电子设备与预警显示装置蓝牙连接，或者是通过共用钢结构桥梁所在局域网，或者是5G物联网等方式实现。

本申请实施例一种钢结构桥梁的实施原理为：通过局部监测装置、整体监测装置、环境监测装置、桥面道路监测装置以及桥梁水路监测装置相互配合构成钢结构桥梁的内外、局部和整体、桥体和周围环境以及桥面道路和桥下水面通行情况的全天候实时监测系统，并通过安全监测控制中心采集存储相关数据，及时给出相关的预警信息，除去有利于提高桥梁的安全系数，应急响应速度之外，还可以实现桥梁结构风险预警以及桥梁全生命周期的监护。

本申请实施例还公开一种钢结构桥梁的安全监测方法。

一种钢结构桥梁的安全监测方法，在建设钢结构桥梁以及周围配套设施时，预先布置局部监测装置、整体监测装置、环境监测装置、桥面道路监测装置以及桥梁水路监测装置。

作为第一监测传感器使用的应力传感器需要预先埋设于墩台、桥面、索塔以及伸缩缝内，同时需要埋设应力传感器与安全监测控制中心通信的连接线；而在检测悬索结构所受应力时，可预先在悬索的尾部加装悬索索力计或者是后期在指定位置加装悬索索力计，并通过连接线与安全监测控制中心通信连接；而作为第一图像监测器使用的CCTV闭路监视器与安全监测控制中心有线或者无线通讯连接。

作为第二监测传感器使用的拉绳位移传感器的感应器布置于桥墩上，而拉绳位移传感器的拉绳缚在梁体上，并通过连接线与安全监测控制中心通信连接；而作为第二图像监测器使用的CCTV闭路监视器与安全监测控制中心有线或者无线通讯连接。

基础监测设备布置于搭建桥梁用的基础坡上，而外围监测设备布置于防护桥梁用的周侧坡上。作为第三监测传感器使用的应力传感器，通过连接线与安全监测控制中心通讯连接，作为第三图像传感器使用的CCTV闭路监视器通过无线或者有线的方式与安全监测控制中心通讯连接。

作为第四监测传感器使用的红外感应传感器架设于桥面上，并通过连接线与安全监测控制中心通讯连接，而作为第四图像监测器使用的CCTV闭路监视器，通过有线或者无线的方式与安全监测控制中心通讯连接。

作为第五监测传感器使用的红外感应传感器通过浮漂固定于水面或者是直接固定于桥墩上，而作为第五图像监测器使用的CCTV闭路监视器，可直接布置于桥墩上，并通过有线或者无线的方式与安全监测控制中心通讯连接。

通过安全监测控制中心实时采集监测数据，并将监测数据、对应的车流量数据、以及气象地质数据上传云存储平台，安全监测控制中心根据数据分析结果向桥梁维护中心和预警显示装置发送警示信息，并构建得到车流量与桥体结构应力变化的对应关系。

预警显示装置通过无线通信的方式识别桥梁上的通行车辆，并发送桥梁路面信息和安全警示信息至通行车辆上的电子设备和/或通行车辆上驾驶员的随身电子设备上。

本申请实施例还公开一种钢结构桥梁的安全监测装置。

参照图2和图3所示，一种钢结构桥梁的安全监测装置，包括有检测环1，悬索3同轴穿设检测环1，检测环1内设置有用于驱动其沿悬索3爬升或者滑落的驱动组件2，结合图4所示，检测环1内设置有在爬升或者滑落过程中检测悬索3结构完整性的检测组件4。检测环1为圆筒状的环壳11，中心形成有贯穿的安装孔12，且环壳11上延其轴线方向延伸开设形成有缺口13，缺口13贯穿环壳11并与安装孔12相连通，则悬索3可通过该缺口13进入至安装孔12内，驱动组件2再夹持进入至安装孔12内的悬索3，并驱动检测环1沿悬索3做爬升运动，并由检测组件4完成检测作业。

结合图4和图5所示，驱动组件2包括有锁定于环壳11内壁上的伸缩件21，在本申请实施例中，可采用液压缸作为该伸缩件21使用，伸缩件21的活塞杆沿环壳11的径向设置，且伸缩件21的活塞杆端部固定安装有驱动件22，可采用电机作为驱动件22使用，电机的机壳上转动安装有转动轮23，在且电机的输出轴通过齿轮啮合的方式驱动转动轮23转动。伸缩件21驱动驱动件22和转动轮23靠近于悬索3直至转动轮23抵紧于悬索3上为止，再由驱动件22驱动转动轮23转动，转动轮23沿悬索3的长度方向滚动，以带动检测环1做爬升运动或者滑落运动。在本申请实施例中，环壳11的前后两端开口位置处均布置了四组驱动组件2，且四组驱动组件2沿环壳11的内壁周侧等间隔布置，以提高检测环1做爬升运动或者滑落运动的稳定性。

结合图2和图4所示，检测组件4包括有安装在环壳11内壁上的索体损伤检测设备，索体损伤检测设备同样是采用磁场震荡的原理检测悬索3的结构完整性，其正对应的悬索3的部分为检测段。在此基础上，检测环1上安装有抓取组件5，抓取组件5包括有固定于检测环1外壁上的动力件51，动力件51同样可以为液压缸，液压缸的活塞杆沿检测环1的长度方向做伸缩运动，且液压缸的活塞杆的端部安装有夹爪52，夹爪52经由环壳11上的开口伸入至检测环1内，并可夹持抓取悬索3的检测段，通过控制相对布置的两组抓取组件5的夹爪52的运动状态，即做同方向的运动以拉伸悬索3的检测段，或者是做相反反向的运动以扭转悬索3的检测段，在拉伸、扭转以及不施加外力的情况下检测检测段，以提高检测组件4的检测准确性。

结合图4所示，另外，环壳11内还可以布置拍照检测设备6，拍照检测设备6包括有固定于环壳11内的环绕组件61，环绕组件61包括有同轴固定于环壳11内壁上的环形轨道611，环形轨道611内滑动设置有小车612，小车612上设置有CCD相机62，且CCD相机62的拍摄角度正对悬索3的检测段，以实现实时图传检测的目的。

参照图4所示，环壳11内还安装有养护设备7，养护设备7包括有清洁组件71和刷油组件72，清洁组件71用于清扫悬索3表面的灰尘污垢等，而刷油组件72用于在悬索3表面涂覆养护油液。清洁组件71包括有清洁刷头711以及用于驱动清洁刷头711抵接悬索3并沿环壳11的圆周方向转动的第一驱动组件712，而刷油组件72包括有涂油刷头721以及用于驱动涂油刷头721抵接悬索3并沿环壳11的圆周方向转动的第二驱动组件722。

在本申请实施例中，第一驱动组件712和第二驱动组件722均可采用与环绕组件61结构类似的转动驱动结构，并在小车612上布置清洁刷头711或者涂油刷头721，同时布置用于驱动两者朝向或者远离悬索3运动的执行元件，执行元件可以为气缸、电缸等，其中，清洁刷头711可以为尼龙擦布、钢丝擦布等，而涂油刷头721可以为浸润有悬索养护油液的软质擦布等。

参照图4所示，环壳11内设置有涂覆设备8，涂覆设备8包括有涂覆刷头81以及用于驱动涂覆刷头81抵接悬索3并沿环壳11的圆周方向转动的第三驱动组件82；在本申请实施例中，第三驱动组件82也可采用与环绕组件61结构类似的转动驱动结构，并在小车612上布置涂覆刷头81，同时布置用于驱动涂覆刷头81朝向或者远离悬索3运动的执行元件，执行元件可以为气缸、电缸等，其中，涂覆刷头81可以为普通清洁用软性布料，只要是能起到均匀涂抹养护油液即可。

另外，需要注意的是，驱动件22可与第一驱动组件712、第二驱动组件722以及第三驱动组件82通讯连接。在安全检测装置沿悬索3上行时，即转动轮23沿悬索3上行转动时，清洁刷头711和涂油刷头721在第一驱动组件712、第二驱动组件722的作用下抵接悬索3，而涂覆刷头81在第三驱动组件82的作用下远离悬索3；在安全检测装置沿悬索3下行时，即转动轮23沿悬索3下行转动时，涂覆刷头81在第三驱动组件82的作用下抵接悬索3，而清洁刷头711和涂油刷头721在第一驱动组件712和第二驱动组件722的作用下远离悬索3。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢结构桥梁，其特征在于：包括有安全监测系统，所述安全监测系统包括有针对桥梁主体结构进行监测的局部监测装置、针对钢结构桥梁整体结构进行监测的整体监测装置以及针对钢结构桥梁所处环境进行监测的环境监测装置，还包括有与所述局部监测装置、整体监测装置以及环境监测装置通信连接的安全监测控制中心，所述安全监测控制中心包括有设置于桥面上的预警显示装置；

所述局部监测装置包括有设置于墩台、桥面、索塔、悬索（3）、伸缩缝以及支座处的第一监测传感器和第一图像监测器，所述第一监测传感器用于监测相应结构的结构应力和悬索（3）结构完整性，所述第一图像监测器用于记录相应结构的图像画面；

所述整体监测装置包括有设置于桥梁主体结构周围环境处的第二监测传感器和第二图像监测器，所述第二监测传感器用于监测桥梁主体结构的位移数据，所述第二图像监测器用于记录桥梁主体结构的图像画面；

所述环境监测装置包括有设置于搭建桥梁用基础坡的基础监测设备以及设置于防护桥梁用周侧坡的外围监测设备，所述基础监测设备和外围监测设备均包括有预先埋设于结构坡内的第三监测传感器和第三图像监测器；所述第三监测传感器用于监测相应结构坡的坡体结构应力，所述第三图像监测器用于记录相应结构坡的图像画面；

所述安全监测控制中心与气象中心、地质中心以及桥梁维护中心通信连接共享数据，所述安全监测控制中心根据局部监测装置、整体监测装置以及环境监测装置的监测数据以及共享数据进行数据分析判断，并根据分析判断结果发送报警信息至桥梁维护中心和预警显示装置；

所述局部监测装置、整体监测装置、环境监测装置与安全监测控制中心无线通信连接，且所述安全监测控制中心构建有云存储平台，所述云存储平台用于存储监测数据，并记录桥梁通车流量与局部监测装置的结构应力监测数据的对应关系；

所述预警显示装置包括有多级预警显示屏，所述预警显示屏设置于桥梁引桥、桥梁道路入口以及桥梁桥面道路处，且所述预警显示屏与车载电子设备、驾驶员的随身电子设备通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种钢结构桥梁，其特征在于：所述安全监测系统还包括有桥面道路监测装置，所述桥面道路监测装置与安全监测控制中心无线通信连接，所述桥面道路监测装置包括有架设于桥面道路上方的第四监测传感器和第四图像监测器，所述第四监测传感器用于感应通过的车辆，所述第四图像监测器用于记录桥梁道路上的通车图像画面。

3.根据权利要求1所述的一种钢结构桥梁，其特征在于：所述安全监测系统还包括有桥梁水路监测装置，所述桥梁水路监测装置与安全监测控制中心无线通信连接，所述桥梁水路监测装置包括有架设于水面上的第五监测传感器和第五图像监测器，所述第五监测传感器用于感应通过桥梁下方水面的船只，所述第五图像监测器用于记录船只通过桥梁时的图像画面。

4.如权利要求1-3任意一项所述钢结构桥梁的安全监测方法，其特征在于：在构建钢结构桥梁及周围配套设施时，在钢结构桥梁的各主体结构处布置相应的第一监测传感器和第一图像监测器，在钢结构桥梁所处环境中布置相应的第二监测传感器和第二图像监测器，在钢结构桥梁的结构坡处布置相应的第三监测传感器和第三图像监测器，通过安全监测控制中心实时采集监测数据，并将监测数据、对应的车流量数据、以及气象地质数据上传云存储平台，安全监测控制中心根据数据分析结果向桥梁维护中心和预警显示装置发送警示信息，并构建得到车流量与桥体结构应力变化的对应关系。

5.根据权利要求4所述的钢结构桥梁安全监测方法，其特征在于：预警显示装置通过无线通信的方式识别桥梁上的通行车辆，并发送桥梁路面信息和安全警示信息至通行车辆上的电子设备和/或通行车辆上驾驶员的随身电子设备上。

6.如权利要求1所述的钢结构桥梁中应用的一种安全监测装置，其特征在于：包括有与悬索（3）滑移套设配合使用的检测环（1），所述检测环（1）上设置有用于驱动其沿悬索（3）运动的驱动组件（2）、用于拉伸悬索（3）上相应检测段的抓取组件（5）以及用于检测悬索（3）结构完整性的检测组件（4）；

所述检测环（1）包括有环壳（11），所述环壳（11）上形成有安装孔（12），悬索（3）与所述安装孔（12）构成滑移穿设配合，且所述环壳（11）上形成有缺口（13），悬索（3）经由所述缺口（13）进入至安装孔（12）内；

所述驱动组件（2）包括有转动设置于环壳（11）上的转动轮（23），所述转动轮（23）配合夹持悬索（3）并与悬索（3）构成滚动夹持配合，且所述转动轮（23）连接有其转动的驱动件（22）；

所述抓取组件（5）包括有至少两个夹爪（52），且至少两个所述夹爪（52）抓取检测段并沿相反方向运动，所述夹爪（52）连接有驱动其运动的动力件（51）；

所述检测组件（4）包括有安装于环壳（11）上的索体损伤检测设备，且所述索体损伤检测设备对应于悬索（3）的检测段。

7.根据权利要求6所述的一种钢结构桥梁安全监测装置，其特征在于：所述环壳（11）内设置有驱动转动轮（23）靠近或者远离悬索（3）的伸缩件（21），所述驱动件（22）安装于伸缩件（21）上并与转动轮（23）共同做伸缩运动。

8.根据权利要求7所述的一种钢结构桥梁安全监测装置，其特征在于：所述环壳（11）内设置有养护设备（7），所述养护设备（7）包括有清洁组件（71）和刷油组件（72），所述清洁组件（71）包括有清洁刷头（711）以及用于驱动清洁刷头（711）抵接悬索（3）并沿环壳（11）的圆周方向转动的第一驱动组件（712），所述刷油组件（72）包括有涂油刷头（721）以及用于驱动涂油刷头（721）抵接悬索（3）并沿环壳（11）的圆周方向转动的第二驱动组件（722）。

9.根据权利要求8所述的一种钢结构桥梁安全检测装置，其特征在于：所述环壳（11）内设置有涂覆设备（8），所述涂覆设备（8）包括有涂覆刷头（81）以及用于驱动涂覆刷头（81）抵接悬索（3）并沿环壳（11）的圆周方向转动的第三驱动组件（82）；且当所述转动轮（23）沿悬索（3）上行转动时，所述清洁刷头（711）和涂油刷头（721）抵接悬索（3），所述涂覆刷头（81）远离悬索（3），当所述转动轮（23）沿悬索（3）下行转动时，所述涂覆刷头（81）抵接悬索（3），所述清洁刷头（711）和涂油刷头（721）远离悬索（3）。

10.根据权利要求6或8或9所述的一种钢结构桥梁安全检测装置，其特征在于：所述环壳（11）内设置有拍照检测设备（6），所述拍照检测设备（6）对应于悬索（3）的检测段，所述拍照检测设备（6）包括有CCD相机（62）以及驱动CCD相机（62）沿环壳（11）的圆周方向转动的环绕组件（61）。

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