Page 146 - 公路桥梁养护与管理
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Maintenance and Management of Highway Bridges
公路桥梁养护与管理
监测内容所需的各种传感器组成。其中传感器精度、传感器能源供给问题以及在
传感器资源有限的情况下如何布置传感器以获得尽可能多信息布点优化问题是该
子系统的主要研究方向。
数据传输子系统（连接与存储）：该子系统主要是由传感器电数信号间转换
与信号远程传输两部分组成。电数信号间转换过程需要对信号进行去噪处理，信
号远程传输分为有线与无线传输。无线相对于有线传输而言，数据信息传输途径
由导线传输改变为电磁波形式传输，从而减少前期布线规划、现场布设等方面考
虑。无线传输当前主要研究方向为减少传输过程中数据丢包率，提高数据传输效
率。该子系统工作原理：传感器将采集数据发送至平台，实现网络存储和数据发
布。各用户通过手机或电脑客户端访问平台可随时获得监测数据。
实时处理、损伤识别及状态评估子系统（以结构力学、物理等为依据的性能
损伤识别，结构可靠性评价，强度储备分析）：是整个桥梁健康监测系统最重要
的子系统。从真正意义上实现健康监测，需要着重对该子系统进行研究。通过对
监测数据去噪处理，参数识别及数据统计分析，提取出重要的结构信息，确定损
伤位置、程度。针对这些情况，对健康状态作出评价，分析结构强度，预测桥梁
剩余寿命，有目的性制定维修、保养措施。
二、桥梁智能健康监测现状
桥梁智能健康监测技术的主要内容是：通过在桥梁核心截面位置布设监测设
备，采集影响桥梁结构的温度、应力、挠度等数据，然后将采集的影响因素传输
至监测平台，通过与历史数据的对比分析，完成对桥梁结构应用过程中全部变化
的实时、远程监测。健康监测技术的投资成本较大，实际应用效果评价却好坏参
半。桥梁健康监测的现状如下所述：桥梁健康监测技术至目前共经历了三个阶段。
在第一个阶段，监测技术的实时性较差，监测效果也缺乏保障，不能实现对桥梁
变化的预警，主要是在布设传感器采集桥梁数据后，通过人工收集数据，人力资
源浪费情况较为严重；在第二个阶段实现了实时监测，但是运维成本较高，可应
用范围较小；第三个阶段在实现实时监测的同时，还极大地降低了运维成本，扩
大了应用范围，提升了工作灵活性。健康监测技术可以较好地应用在大跨径桥梁
中，对中小型桥梁的适用性较差，不能完成对桥梁群的监测。传感器的布设是一
次性的，在后续应用过程中，还需注意其硬件结构的损伤情况以及内部软件的稳
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