中小跨径桥梁健康监测系统研究及其应用

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1、万方数据学校代号：学号：密级：10532G08091039湖南大学硕士学位论文中小跨径桥梁健康监测系统研究及其应用万方数据IIIIIIIIIIY2764684ResearchandApplicationofSmallandMediumSpanBridgeHealthMonitoringSystembasedonSensorNetworkbyC腿NYuzheB．E．(HunanUniversity)2014AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequiremen

2、tsforthedegreeofMasterofScienceinElectricalandInformationEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorLiFuhajSeniorengineerZHOUZhifeiMay，2014万方数据湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写

3、的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：卞销留日期：为l舻年f1月3口El学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在——年解密后适用本授权书。2、不保

4、密囤。(请在以上相应方框内打“4")作者签名．宁雪言吃导师签名：彭臀日期：020f·库，，月亨D日日期：灿，矽年，。2月／日万方数据中小跨径桥梁健康监测系统研究及其应用摘要中小跨径常规桥梁是我国公路网上桥梁的最重要组成部分。低等级道路上的桥梁由于受到的关注程度低，其桥梁状况日渐低下而且关注不够。本研究的目的就是对常规桥梁进行运营状态健康状态进行在线监测，通过建立适合中小跨径桥梁的传感器网络的健康检测系统，以低廉的造价实现对中小桥梁的运营期实时监测，做到桥梁状况监控、病害预警及状态发展预测。为桥梁的养护与管理

5、提供及时、正确、科学的依据。响应国家关于公路信息化的发展趋势，为上述桥梁建立健康状况电子数据库，便于对桥梁进行信息化管理。关于基于传感器网络的中小跨径桥梁健康监测系统的设计和研究，内容包括：l、通过项目调研，确定适合中小跨径常规桥梁的健康监测系统；2、完成中小跨径桥梁健康监测系统的传感器先择、传感器网络的布局设计；3、完成常规桥梁健康状况评估系统研究及编制应用软件；4、在依托工程所选桥梁上建立基于传感器网络的桥梁健康监测系统的演示系统。通过对海南西部多座中小跨径桥梁的充分调研、理论研究和计算机模拟，掌握在高

6、温、高湿、高盐和台风气候条件下的中小跨径桥梁主要病害，完成对中小跨径桥梁安全监测和诊断方法的目标、主要内容、预警方法和安全预警阀值算法的研究。根据中小跨径桥梁安全监测预警方法和安全预警阀值算法的研究，选取应变作为中小跨径桥梁健康监测的关键参数，选择光纤光栅传感器和电阻应变片式传感器作为测量应变值的传感器。对中小跨径桥梁健康监测系统硬件进行了详细设计，包括传感器系统、数据传输系统和供电系统。系统软件由JA、，A语言开发，采用B／S模式、SOA架构、DES数据加密，有电脑版本和手机版本，提供桥梁状态分析、预警、

7、查询统计、数据交换和传感器管理功能。依托工程桥梁健康监测系统由传感器硬件系统、数据传输系统、供电系统和数据分析系统组成。传感器硬件系统由104个电阻式和光纤式传感器及5套数据采集仪组成；数据传输系统由数据采集仪内的3G模块与以太网光端机组成；供电系统由太阳能供电系统及电缆供电系统组成；数据分析系统由海南省交通运输厅信息中心提供的虚拟机资源和桥梁健康评估平台软件组成。通过不同轴重车辆的荷载试验，系统数据符合设计要求。关键词：中小跨径桥梁；传感器网络；健康监测；智能桥梁U万方数据硕士学位论文AbstractMi

8、ddleandsmallspantheconventionalbridgeisthemostimportantpartofHighwayBridgeonthewebinchina．Lowgraderoadbridgebecausethedegreeofconcernislow,itsstatusislowandnobridge，nomaintenanceandrepair．Thepurposeofthisstud