崇明越江通道长江隧桥工程结构健康监测系统 施工图设计文件（三）系统应用设计 (nxpowerlite)

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1、上海崇明越江通道长江隧桥工程结构健康监测系统施工图设计文件（三）系统应用设计上海巨一科技发展有限公司上海市政工程设计研究总院同济大学二〇〇八年七月目录1.前言12.长江大桥在线评估子系统的总体规划12.1检（监）测区段12.2人工监测项目规划12.3逻辑组的定义72.3.1主航道斜拉桥区段（区段1）逻辑组92.3.2105m跨结合梁区段（区段2）逻辑组242.3.3辅航道人工定期检测区段（区段3）332.3.4其它桥段人工定期检测区段（区段4）343.长江大桥采集模块存储制度方案363.1采样制度总体原则363.2基本采样及数据存储控制制度364.长江大桥在线处理模块方案404.1数据在线处

2、理方式404.2数据在线处理方法424.2.1统计方法424.2.2傅立叶变换、动态信号谱分析及小波变换法424.2.3模态参数的时域辨识法424.3结构全桥动力变形在线显示算法475.长江大桥在线预警模块方案495.1预警的流程495.2预警的内容495.3区段逻辑组预警指标505.3.1主航道斜拉桥区段（区段1）预警指标505.3.2105m跨结合梁区段预警指标545.3.3辅助通航孔人工定期检测区段预警指标565.3.4其它桥段人工定期检测区段预警指标575.4结构在线预警人工智能模型设计理论585.4.1在线预警设计理论585.4.2预警模型输入与输出设计586.长江大桥在线评估模块

3、方案596.1长江大桥健康状况评估策略596.1.1评估可信层级596.1.2评估时效性划分596.2在线评估方法596.2.1评估系统的层次树596.2.2评估引擎设计（传感器逻辑组+人工监测逻辑组）616.3逻辑组权重646.3.1主航道斜拉桥逻辑组646.3.2105m跨结合梁逻辑组646.4逻辑组内评估指标及空间划分666.4.1主航道斜拉桥区段666.4.2105m跨叠合梁区段726.4.3辅助通航孔区段（区段3）756.4.4其它桥段人工定期检测区段（区段4）766.5区间内评估指标及空间划分776.5.1人工评价指标语言评语与评估子空间776.5.2数值指标评估子空间（阀值组）

4、797.报告方案817.1报告的基本组成817.2报告式样81上海崇明越江通道长江隧桥工程结构健康监测系统施工图设计文件（三）——系统应用设计1.前言上海崇明越江通道长江隧桥工程是连接上海浦东、长兴岛和崇明岛的特大型市政工程，该工程采用“南隧北桥”方案，以隧道形式连通浦东和长兴岛，以桥梁形式连通长兴岛和崇明岛。其中的上海长江大桥全长9.5km，主要组成部分包括一座主跨730m的主航道斜拉桥，一座140m跨径的预应力混凝土连续梁辅航道桥，各种跨径的混凝土连续梁桥及100m跨等高度钢—混凝土结合梁桥。上海长江隧桥工程设计使用寿命为100年，并预留轨道交通线。上海崇明越江通道长江隧桥工程结构健康监

5、测系统（以下简称“上海长江隧桥结构健康监测系统”）通过测量反映隧桥环境激励和结构响应状态的信息，实时、定期监测隧桥结构的工作性能，定时、定量地评价隧桥结构的健康状态，以保证上海长江隧桥的安全运营，为长江隧桥的养护、维修提供科学依据。桥梁结构健康状况评估子系统是桥梁健康监测系统的核心，为使长江隧桥健康监测系统真正地服务于大桥和隧道的运营管理，为大桥和隧道的养护维修提供科学依据，本健康监测评估系统密切结合大桥的管养要求，力求做到“预测性维护、评估式维护”，对结构的健康状况以及可能的发展趋势有清晰的了解，对结构构件的的不正常表现做出即时诊断并找出其根源，及早发现灾难性破坏的隐患，以便能采取措施加以

6、消除或最低程度对其进行控制和延缓。结构健康状态评估系统分为在线评估和离线评估两部分。在线评估主要对实时采集的监测数据进行基本的统计分析、趋势分析，并与其阀值比对，给出结构的初步安全状态评估。由于长江隧道监测数据在线处理及在线评估总体方案与《上海长江隧桥工程养护管理及数字化技术研究》同步实施，长江隧道部分的内容待科研明确后再行补充，本文件仅对上海长江大桥系统应用进行规划与设计。2.长江大桥在线评估子系统的总体规划2.1检（监）测区段上海长江大桥采用在线实时监测与人工检测相结合的结构健康检（监）测策略，由于实时监测与人工检测覆盖的范围有所差异，而且人工检测需要一定的时间跨度，为便人工检测和在线评

7、估的实施，对上海长江大桥的检（监）测区段作如下划分。表2.1、检（监）测区段序号检（监）测区段区段编号结构形式检（监）测方式1主航道斜拉桥Q1等高度钢-混凝土结合连续梁在线实时监测2人工检测3105m跨结合梁监测段Q2钢箱梁斜拉桥在线实时监测4人工检测5辅航道区段Q3预应力混凝土连续梁人工检测6其余桥段区段Q4预应力混凝土连续梁人工检测2.2人工监测项目规划上海长江大桥人工检测分为日常检测和荷载试验两个主要部