Page 148 - 公路桥梁养护与管理

Maintenance and Management of Highway Bridges
公路桥梁养护与管理

五、桥梁智能健康监测技术的应用

（一）传感器布设
健康监测技术的实现是以传感器为基础，其布设情况极大程度上决定了监测

效果。为此，在传感器布设过程中，需遵守以下原则：结合桥梁结构特征与监测
效果布设传感器，并且衡量整体损耗成本及安全性。布设传感器时，需多方补充
数据采集后的检查制度，令桥梁健康状态评价结果更加准确。基于上述原则将传

感器布设在桥梁的变形敏感位置，实时监测桥梁的变形情况。
（二）数据采集和传输
健康监测技术中通常应用了大量不同类型的传感器，在这种情况下，管理各
种类型传感器和传感器数据融合是一个特别困难的问题，必须得到充分解决。传
感器数据融合采用 LEACH 算法。LEACH 算法是当前应用较广的路由算法，其

通过集群的路由尽可能降低网络传输能量消耗。该方法在进行计算时主要分为两
个步骤，分别为成簇过程与稳定过程。在成簇过程中，由目标自发挑选大量簇头
节点，同时构成若干个簇。在稳定过程中，主要聚合各簇头的数据，并向监测平

台传输融合后的传感器数据。
（三）监测数据分析与利用
大型桥梁的结构复杂、跨度大，可覆盖监测范围较小，监测评价结果不够准
确，只通过监测数据不能对桥梁的工作情况进行全面且有效的评价，需要在数据
分析过程中结合各个环节的桥梁数据。例如设计施工、检查监测等，令当前的健

康监测向桥梁故障预测与寿命管理方向进步，从监测单一数据进展为多传感器数
据融合的综合研判。监测数据的应用价值极大，不仅可用于分析桥梁结构的变化
态势，还能应用在桥梁的运维管理过程中。

（四）监测平台
健康监测技术的监测结果通过监测平台呈现，需要对其进行可视化设计，并
且构建对应数据库。在可视化设计过程中应用 BIM 技术，呈现数据集成、动态
响应、多类型数据的监测，同时通过 SQL 构建监测桥梁的数据库，在 BIM 监测
平台内实现某桥梁全寿命周期的安全动态实时监测以及预警功能。

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