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盐城桥梁结构健康监测技术方案

关键词:结构健康监测

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  XXXX中心主塔楼结构健康监测主要包括两个阶段工作:施工过程的监测和运营阶段监测。监测内容主要包括:地震作用监测、风荷载监测、位移监测、加速度监测、温度监测、应变监测、标高监测、倾斜监测和沉降监测。

  本项目设计的结构监测系统将实现如下功能目标:

  1.能够对结构使用过程中的风速、风向、气温、湿度、气压等状态进行实时同步监测;

  2.能够对结构使用过程中结构关键构件局部应变、结构楼层加速度响应、结构顶部风致位移状态进行实时监测;

  3.能够对结构使用过程中的地震动及结构的局部风压进行实时同步监测;

  4.可以对结构进行动力特性监测和状态识别,得到结构自振频率、振型、阻尼比等;

  5.能够对结构在强风过程中的工作状态进行同步监测记录,并实时显示;

  6.能够对结构使用过程中的应力超界、振动幅值超界进行报警;

  7.能够对结构出现较大的动力特性改变进行报警;

  8.能够实现结构响应状况连续稳定的监测;

  9.具备数据挖掘功能,可对大量数据集进行寻找和分析,提取和校验数据、创建与调试模型、对数据模型进行数据查询以及维护数据挖掘模型的有效性;

  10.中心数据库的数据管理功能(存储、打印、显示等)。

  盐城桥梁结构健康监测技术方案

  盐城桥梁结构健康监测技术方案

  桥梁结构健康监测的现状与发展方向:目前我国桥梁养护单位由于经济条件的制约,桥梁结构健康监测开展并不普遍,仅在徐浦大桥、南京长江第二大桥、润扬大桥等有一定影响的特大桥中采用,并且普遍存在着监测项目种类不足的情况。在监测数据的管理方面,没有一个较为完善的数据存储与管理系统,大量的监测数据得不到妥善的处理与利用。并且,现有的桥梁结构监测和状态评gu系统大多属于单一的监测系统或者是单一的管理系统。随着经济的发展和管理部门对结构安全监测认识的进一步提高,桥梁健康监测技术将越来越趋向于普遍化、智能化、实时化、网络化。

  普遍化,随着国内大型桥梁的不断建成,管理者对做好桥梁的运营、养护,随时了解桥梁结构的健康状况,及时对桥梁进行安全评价的要求日益迫切,并给与高度重视和经济支撑,使桥梁健康监测系统得以广泛应用。

  智能化,通过开发和应用高性能智能传感设备,达到进行自感知、自适应、自诊断、自愈合和智能传输测试的目的。

  实时化,能及时掌握桥梁工作状态,彻底消除人工检测的滞后性和低效性。能准确判别桥梁安全性能、使用性能和资金使用效率之间的zui优化临界点,避免重大事故的出现和资源的浪费。

  网络化,桥梁实时监测系统的网络化可以实现监测数据的共享,以便各地专家对桥梁状态的评gu,更可实现对远离城市桥梁的自动实时监测,实现良好的社会效益和经济效益。

  盐城桥梁结构健康监测技术方案

  目前我国土木工程事故频繁发生,如桥梁的突然折断、房屋骤然倒塌等,地震、洪水、暴风等自然灾害也对建筑物和结构造成不同程度的损伤;在Northridge和1995年日本神户(Kobe)的大地震中,一些建筑物在遭受主震后并未立即倒塌,但结构却已受到严重损伤而未能及时发现,在后来的余震中倒塌了。还有一些人为的爆炸等破坏性行为,如美国世贸大褛倒塌对周围建筑物的影响,这些都造成了重大的人员伤亡和财产损失,而且已经引起人对于重大工程安全性的关心和重视、对结构性能进行监测和诊断,及时地发现结构的抗伤,对可能出现的灾害进行预测,评gu其安全性已经成为未来工程的必然要求,也是木工程学科发展的一个重要领域。

  健康监测系统及其组成:一般认为健康监测系统应包括下列几部分:

  传感器系统,包括感知元件的选择和传感器网络在结构中的布置方案。

  数据采集和分析系统,一般由强大的计算机系统组成。

  监控中心,能够及时预测结构的异常行为。

  实现诊断功能的各种软硬件,包括结构中损伤位置、程度类型识的zui佳判据。

  传愿器监测的实时信号通过信号采集装置送到监控中心,进行处理和判断,从而对结构的健康状态行ping估,若出现异常,由监控中心发出预警信号,并由故障诊断模块分析查明异常原因,以便系统安全可地运行

  盐城桥梁结构健康监测技术方案

  结构健康监测--施工过程风压监测

  结构上的风荷载,最终以风压的形式作用在结构上,因此针对风压的监测具有重要的意义。施工期间由于玻璃幕墙结构没有完全施工完毕,因此风压的监测只针对已经完工的玻璃幕墙部分进行。

  1.1 测点布置

  施工期间由于玻璃幕墙结构没有完全施工完毕,因此风压的监测只针对已经完工的玻璃幕墙部分进行。风压的测点布置,拟选择具有代表性的3层,分别为36层、66层、118层。平面布置则每层布置不少于12个测点,合计不少于36个测点。

  1.2 监测时间和监测频率

  在相应测点布置位置处施工完成后,遇大风天气进行监测。并初步以7m/s为风速监测的控制风速标准。

  1.3 监测系统布置

  风压监测系统由压力探头、微差压传感器、数据采集设备组成。风压传感器的信号类型为直接电压输出,其有效传输距离可达1000m,因此,可以直接接入数据采集卡。其信号传输介质为普通单芯电缆。

  1.4 传感器安装

  超高层建筑风压属于微压范畴,且具有脉动风压的特征。因此,压力传感器宜选用微压量程、具有可测正负压的压力传感器。微差压传感器安装在玻璃幕墙内侧。但是其传感器探头必须垂直于玻璃幕墙面安装在外侧,探头与微差压传感器通过具有抗老化的软管连接,同时微差压传感器的另一个探头则布置在室内。因此必须在探头安装专用保护罩,保护罩底部开有前腔排水孔以避免前腔水压的影响。信号及电源线采用4芯扁排线,背压腔参考压力管采用1.8mm医用硬塑胶管,整个传输线可无阻碍地通过幕墙窗的密封垫进入室内。

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