專利名稱：橋梁安全檢測與評估裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種對橋梁使用過程中的安全性進(jìn)行監(jiān)測的裝置，特別 是涉及一種對橋梁安全進(jìn)行監(jiān)測并對安全進(jìn)行評估及報警的裝置。
技術(shù)背景
隨著國內(nèi)外鐵路、公路交通建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展， 一些大跨度橋梁相繼 建成，這些大型重要橋梁的安全性、耐久性與正常使用功能受到重視。因 此，國內(nèi)外相繼開展了對大跨度橋梁安全性的研究工作，并取得了一些進(jìn) 展與實際應(yīng)用，但遠(yuǎn)未能實現(xiàn)對橋梁安全性的監(jiān)測與安全評估。橋梁的安 全性實際涉及多方面，不僅涉及對已建橋梁的結(jié)構(gòu)安全性，還涉及設(shè)計是 否合理和長期使用過程中環(huán)境變化的影響等諸多方面，例如安全性的評估 具體還應(yīng)涉及對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行正常運(yùn)營的監(jiān)控、通過橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)控的數(shù)據(jù) 完成結(jié)構(gòu)狀態(tài)的識別、通過橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)控的數(shù)據(jù)完成結(jié)構(gòu)可靠性的評估； 還應(yīng)涉及通過橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)控的數(shù)據(jù)判定結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工是否正確、對設(shè)計 模型進(jìn)行驗證并改進(jìn)設(shè)計理論、尋求新的設(shè)計方法、并通過監(jiān)控數(shù)據(jù)驗證 施工質(zhì)量以便及時進(jìn)行維護(hù)或進(jìn)行結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)；還應(yīng)涉及通過橋梁結(jié)構(gòu)的 監(jiān)控和評估以研究和發(fā)現(xiàn)新問題，例如通過長期對橋梁結(jié)構(gòu)的監(jiān)控給出環(huán) 境荷載，如結(jié)構(gòu)溫度場的變化、風(fēng)荷載或地震荷載或列車荷載引起的橋梁 的動力響應(yīng)以幫助對橋梁動力學(xué)的進(jìn)一步了解與發(fā)展，因此對橋梁的安全 性的監(jiān)測與安全性的評估是一個相當(dāng)復(fù)雜的工作，對其的認(rèn)識亦是一個逐步發(fā)展與完善的過程；傳統(tǒng)的橋梁監(jiān)測是以人工檢測為主，該檢測方法有 諸多弊端，如需要預(yù)先判斷大橋大概的病害位置，而有些病害位置不易判 斷且難以檢測，不易做到對整座橋梁安全狀況的把握，檢測設(shè)備十分昂貴, 對檢測人員的要求相當(dāng)高，且要求檢測人員具有相當(dāng)?shù)膶I(yè)知識和相當(dāng)?shù)?檢測經(jīng)驗，并且檢測結(jié)果的人為主觀性太強(qiáng)，檢測數(shù)據(jù)的隨機(jī)性太高，甚 至失去科學(xué)的指導(dǎo)性。因此會造成浪費(fèi)或?qū)κ鹿孰[患的認(rèn)識不足導(dǎo)致事故 發(fā)生，特別是很多橋梁設(shè)置在偏遠(yuǎn)地區(qū)或環(huán)境相當(dāng)惡劣的地區(qū)，按傳統(tǒng)的 人工檢測方式更難以做到長期、多種參數(shù)的全面檢測，故在現(xiàn)有的各種技 術(shù)不斷發(fā)展的狀況下，如何能做到長期、多參數(shù)、多時段的全面檢測是一 個必須解決的安全性的要求，其具有十分重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的發(fā)明目的是公開一種對大跨度橋梁進(jìn)行長期、實時多參 數(shù)的結(jié)構(gòu)監(jiān)測及安全評估的裝置，以完善對橋梁結(jié)構(gòu)及相應(yīng)科學(xué)理論的認(rèn) 知。
實現(xiàn)本實用新型的技術(shù)解決方案如下包括傳感裝置、信號調(diào)理裝置、 數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，特別是傳感裝置接信號調(diào)理裝置，信號調(diào) 理裝置接數(shù)據(jù)采集裝置，數(shù)據(jù)采集裝置接數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器接 多個用戶搡作終端。
所述的傳感裝置包括車軸檢測器、軸載檢測器、振動位移傳感器、位 移傳感器、加速度傳感器、應(yīng)力傳感器、溫度傳感器和風(fēng)力檢測器。 所述的傳感裝置與信號調(diào)理裝置之間設(shè)有觸及裝置。 所述的數(shù)據(jù)釆集裝置與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間為有線連接或無線連接。所述的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器與用戶搡作終端之間為有線連接或無線連接。 所述的數(shù)據(jù)釆集裝置與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間設(shè)有監(jiān)控服務(wù)器。 利用本實用新型可以對橋梁受到的各種載荷和環(huán)境參數(shù)進(jìn)行測量，并經(jīng) 數(shù)據(jù)處理并與預(yù)先軟件設(shè)定的各參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行對比與評估，可實時得到各 種安全性參數(shù)及相應(yīng)的預(yù)警或提示，并因可雙向信息或數(shù)據(jù)的交流，對各 信號采集點進(jìn)行監(jiān)控或?qū)π盘柌杉臅r段進(jìn)行控制或修改，以進(jìn)行必要的 強(qiáng)化監(jiān)測。本實用新型中的某一橋梁設(shè)置的各類傳感器廣義上可視為整個 監(jiān)測系統(tǒng)的 一個節(jié)點或信息點，多個橋梁的信息釆集可視為多個節(jié)點或信 息點，上述的多個信息點均與監(jiān)控服務(wù)器和/或數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和/或中心數(shù)據(jù) 服務(wù)器與數(shù)據(jù)備份服務(wù)器連接，形成分布式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并最終與用戶終端 連接。本實用新型結(jié)合橋梁工程學(xué)、測量科學(xué)與信息技術(shù)等諸學(xué)科的技術(shù) 進(jìn)展，利用綜合性的知識，經(jīng)不斷試驗進(jìn)行技術(shù)集成而實現(xiàn)了對橋梁結(jié)構(gòu) 的全方位監(jiān)測、安全性評價和實時安全報警，為橋梁的長期安全使用奠定 了基礎(chǔ)，對橋梁工程學(xué)或動力學(xué)的發(fā)展和橋梁的安全使用具有重要意義。


圖1為本實用新型的整體連接結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實施方式
請參見圖l,本實用新型的具體實施例如下包括傳感裝置l、信號調(diào) 理裝置2、數(shù)據(jù)釆集裝置3和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器4，上述的裝置與服務(wù)器本身為 已有技術(shù)，只需根據(jù)具體傳感裝置的類型或型號進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x配即可，其 關(guān)鍵是 感裝置1接信號調(diào)理裝置2，信號調(diào)理裝置2接數(shù)據(jù)釆集裝置3, 數(shù)據(jù)釆集裝置3接數(shù)據(jù)庫服務(wù)器4,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器4再接多個用戶操作終、振動位移傳感器、 位移傳感器、加速度傳感器、應(yīng)力傳感器、溫度傳感器和風(fēng)力檢測器，上 述的各傳感器件按橋梁工程學(xué)的要求設(shè)置在適當(dāng)?shù)氖芰ξ恢?，這對所屬領(lǐng) 域的技術(shù)人員是可實現(xiàn)的，上述的各傳感器件經(jīng)過對應(yīng)的信號調(diào)理裝置2 對信號進(jìn)行處理，如對信號進(jìn)行濾波、放大、積分或自動平衡處理，上述 的信號調(diào)理裝置2均為已有技術(shù)，如濾波器、整形電路或應(yīng)變儀等，上述 的各類傳感器件得到的信號或經(jīng)信號調(diào)理裝置2處理的信號為模擬信號， 利用數(shù)據(jù)釆集裝置3對上述的模擬信號進(jìn)行數(shù)字化處理，再將上述釆集到 的數(shù)字信號通過有線或無線連接方式傳送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器4進(jìn)行數(shù)字信號 處理或存儲；在上述的數(shù)據(jù)釆集裝置3與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器4之間還可設(shè)監(jiān)控 服務(wù)器6以進(jìn)行數(shù)字信號處理，例如包括實時報警、安全限值檢測、最小 或最大值統(tǒng)計、數(shù)據(jù)平滑及數(shù)據(jù)示波等，其中安全限值檢測包括強(qiáng)迫振動 頻提取、疲勞統(tǒng)計、壽命評估、原始數(shù)據(jù)釆集分析等；監(jiān)控服務(wù)器6將處 理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器4進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，該數(shù)據(jù)傳輸為有線或無 線連接或使用局域網(wǎng)或公共數(shù)據(jù)網(wǎng)連接并傳輸，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器4與多用戶 搡作終端5之間可以進(jìn)行雙向信息或數(shù)據(jù)連接，監(jiān)控服務(wù)器6與多用戶操 作終端5之間亦可進(jìn)行雙向信息或數(shù)據(jù)連接，這樣本實用新型給出的裝置 具有相當(dāng)?shù)目赏卣剐裕缍嘤脩舨僮鹘K端5就可以是橋梁車間、橋工段、 鐵路局、鐵道部基礎(chǔ)檢測中心等單位，各用戶搡作終端5依授權(quán)權(quán)限開展 各方面的工作。
為便于對傳感器件工作的管理，可在橋梁的某一距離處設(shè)置有觸及裝 置，該觸及裝置為信號觸發(fā)器，其分別與傳感裝置1和信號調(diào)理裝置2連接，當(dāng)車輛或列車進(jìn)入橋梁前，通過信號觸發(fā)器給傳感器件一個觸發(fā)信號，
傳感器件便進(jìn)入工作狀態(tài)，車輛或列車駛出橋梁，傳感器停止工作；傳感
裝置1也可全時段處于工作狀態(tài)，以對風(fēng)載荷或地震載荷或其它可能對橋
梁或橋墩施加作用力的荷載隨時進(jìn)行監(jiān)測，有授權(quán)權(quán)限的用戶終端5可對
上述的傳感器件進(jìn)行管理，例如要求傳感器件定時進(jìn)行信號釆集，實現(xiàn)對 橋梁的實時或定時或有載荷進(jìn)行監(jiān)測。
本實用新型是一個開放性的裝置，對用戶終端5和需監(jiān)測的橋梁無實 質(zhì)性限制，可構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)化的裝置，僅是各用戶終端5的軟件內(nèi)容不同
或授權(quán)權(quán)限不同而實現(xiàn)各用戶終端的功能。
權(quán)利要求1.一種橋梁安全檢測與評估裝置，包括傳感裝置(1)、信號調(diào)理裝置(2)、數(shù)據(jù)采集裝置(3)和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(4)，其特征在于傳感裝置(1)接信號調(diào)理裝置(2)，信號調(diào)理裝置(2)接數(shù)據(jù)采集裝置(3)，數(shù)據(jù)采集裝置(3)接數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(4)，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(4)接多個用戶操作終端(5)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁安全檢測與評估裝置，其特征在于所述的傳 感裝置(1)包括車軸檢測器、軸載檢測器、振動位移傳感器、位移傳感 器、加速度傳感器、應(yīng)力傳感器、溫度傳感器和風(fēng)力檢測器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋梁安全檢測與評估裝置，其特征在于所述的傳 感裝置(1)與信號調(diào)理裝置(2)之間設(shè)有觸及裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的橋梁安全檢測與評估裝置，其特征在于所述 的數(shù)據(jù)釆集裝置(3)與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(4)之間為有線連接或無線連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的橋梁安全檢測與評估裝置，其特征在于所述的數(shù) 據(jù)庫服務(wù)器(4)與用戶操作終端(5)之間為有線連接或無線連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的橋梁安全檢測與評估裝置，其特征在于所述的數(shù) 據(jù)釆集裝置(3)與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(4)之間設(shè)有監(jiān)控服務(wù)器(6)。
專利摘要本實用新型公開一種對大跨度橋梁進(jìn)行長期、實時多參數(shù)的結(jié)構(gòu)監(jiān)測及安全評估的裝置，包括傳感裝置(1)、信號調(diào)理裝置(2)、數(shù)據(jù)采集裝置(3)和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(4)，特別是傳感裝置(1)接信號調(diào)理裝置(2)，信號調(diào)理裝置(2)接數(shù)據(jù)采集裝置(3)，數(shù)據(jù)采集裝置(3)接數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(4)，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(4)接多個用戶操作終端(5)。本實用新型實現(xiàn)了對橋梁結(jié)構(gòu)的全方位監(jiān)測、安全性評價和實時安全報警，為橋梁的長期安全使用奠定了基礎(chǔ)。
文檔編號G01M99/00GK201397249SQ200920151860
公開日2010年2月3日 申請日期2009年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月27日
發(fā)明者萍 嚴(yán), 澤 唐, 鋒 唐, 姚亞飛, 晨 季, 宮維凱, 龐紅宇, 煅 張, 朱其杰, 蘇松濤, 齊法琳 申請人:北京鐵科海聯(lián)數(shù)碼技術(shù)有限公司