无线传感器网络在桥梁健康监测中的应用.pdf

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1、74低温建筑技术2011年第1期(总第151期)无线传感器网络在桥梁健康监测中的应用党星海，陈元鹏(1．兰州理工大学土木-r程学院．兰州730050；2．甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室。兰州730050)【摘要】阐述了结构健康监测系统的基本概念和构成体系。通过无线传感器网络的建设，对桥梁结构进行静载试验和动载试验，利用静态测试数据的传感技术和实时动态监测的信号来对结构损伤部位进行分析，使无线传感器监测系统满足结构的健康监测要求。【关键词】无线传感器网络；桥梁结构健康监测；损伤检测【中图分类号】TU

2、755．7【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2011)01—0074—03桥梁在营运过程中不可避免地会出现各种损伤1结构健康监测系统现象，使得结构承载力与安全性降低。全国公路桥梁结构健康监测系统(StructuralHealthMonitoring)普查结果显示，已有相当一部分桥梁存在不同程度的指利用现场的无损伤传感技术，通过包括结构响应在损伤，仅据2003年江苏交通统计年鉴显示，全省由公内的结构系统特性进行分析监测、评估，以达到检测结路部门管养的桥梁中危桥数即达到1307座。国内外构

3、损伤或者退化的目的。结构健康监测的一个目标就近年来发生的如韩国圣水大桥、中国四川宜宾南门桥、是为大型结构在特殊气候或运营状况严重异常时发辽宁盘锦田台庄大桥等一系列的桥梁垮塌事故，提醒出预警信号，提早检测出结构的损伤，为结构的维护、我们必须要重视桥梁的定期健康监测与安全评估⋯。维修和管理决策提供依据和指导，这是个实时的在线无线传感器网络技术由于其自组织性、微结构性、低成监测过程。本、灵活性、监测精度高、可靠性高、安装维护成本低廉结构监测系统一般由以下几部分组成：等特点，在结构健康监测系统作为一种新型的

4、数据传(1)传感系统。由传感器，二次仪表，如加速度输方式正受到日益广泛的关注。计、风速风向仪、位移计、温度计、应变计、信号放大处构设计规范，hf≥1．5=1．5xv／22=8．5mm；hf≤1．2x5结语工程中通过对焊缝的质量评定和对焊接试件的14=28mill，取焊缝焊脚尺寸10mill。两焊脚尺寸相等；考送样检测，结构均为合格，验证了用连接板代替直螺纹虑折减后焊缝设计强度200×0．85X0．9=153N／mm；焊连接器的连接方式，既满足设计质量要求，同时优化了缝计算长度h=0．7hf=7mm；

5、焊缝长度z=120—2×10施工工艺，保证了现场施工进度，为今后在此类施工中=100mm；梁面筋抗拉设计强度值N=360X380．1=获取了宝贵的经验。136836NO-=N／hZ=136836／(7x100×2)=97．74N／mIn2<153N／Inm2；满足设计及质量要求。4焊接注意事项参考文献控制焊接变形，采取相应的预热温度及层间温度[1]梁威，王吴；我国型钢混凝土梁柱节点构造综述[J]．结构工的控制措施，实施多层多道焊，每焊完一焊道后应及时程师，2007，(4)．清理焊渣及表面飞溅，发现影

6、响焊接质量的缺陷时，应[2]肖辉，李爱群，陈丽华，杜德润，石启印．钢与混凝土组合梁的清除后方可再焊，在连续焊接过程中应控制焊接区母发展、研究和应用[J]．特种结构。2005，(1)．[3]韩林海；陶忠．钢管混凝土结构节点力学性能研究若干问题探材温度，使层间温度的上下限符合工艺条件要求。遇讨[c]／／中国钢结构协会钢一混凝土组合结构分会第十次年有中断焊接作业的特殊情况，应采取后热保温措施，再会论文集，2005．．次焊接时，应重新预热且应高于初始预热温度。焊后[4]孙晓辉．浅析型钢混凝土结构节点连接[J

7、]．特种结构，2007，清理及外观检查：认真清除焊缝表面飞溅、焊渣，焊缝(1)．不得有咬边、气孔、裂纹、焊瘤等缺陷和焊缝表面存在几何尺寸不定现象，不得因切割连接板、刨除焊垫板等[收稿日期]2010-09—3O工作而伤及母材，连接板、引入、引出板、垫板刨除后的[作者简介】洪金彪(1988一)，男，长春人，助理工程师，从事现代施工管理工作。表面应光滑平整。党星海等：无线传感器网络在桥梁健康监测中的应用75理器及连接介面等组成。K=Ao-／Act。(1)(2)数据采集与处理系统。采集传感系统的数其中，Ao

8、-为试验测得的应力差值；Ao-为理论据并进行初步处理。应力差值。一般而言，桥梁结构各点的实测应力差均(3)通讯系统。将采集和处理过的数据传送到小于理论计算值，即满足桥梁结构强度要求，否则不满监控中心。足设计要求。(4)监控中心。利用可实现诊断功能的各种软(2)变位观测。通过实测变形和理论建模分硬件对接收到的数据进行诊断，判断损伤的发生、位析，可以得到桥梁的结构校验系数，即：置，对结构健康状况做出评估。=艿18。(2)2无线传感器网络的建设式中，为实测挠度值；6为理论挠