舟山跨海大桥健康监测数据应用研究.pdf

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1、第4期（总第180期）No.4(SerialNo.180)2015年8月CHINAMUNICIPALENGINEERINGAug.2015DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2015.04.028舟山跨海大桥健康监测数据应用研究宣剑裕（浙江省交通运输厅质量监督局，浙江杭州311215）摘要：大跨径桥梁一般均布设规模不等的结构监测系统，用以实时获取大桥所处地区的环境信息、车辆荷载信息及关键结构响应信息等。但针对监测系统所获海量原始数据的分析与应用研究还比较缺乏。以舟山跨海大桥结构监测数据

2、为研究对象，开发出一套与原监测系统无缝对接的大型桥梁结构监测数据分析系统。经过分析处理的数据容量大幅减少，可基本保证处理后的数据量不超过原始数据量的2%。关键词：舟山跨海大桥；健康监测系统；海量数据；数据分析软件；压缩中图分类号：U446文献标志码：B文章编号：1004-4655（2015）04-0084-04桥梁健康监测的基本内涵是通过对桥梁结构状舟山跨海大桥结构监测系统主要包括四大部态的监控与评估，为桥梁在特殊气候、交通条件下分：自动化采集传输控制子系统、结构状态与安全或桥梁运营状况严重异常时触发预警信

3、号，为桥梁评估子系统、用户界面子系统及中心数据库子系[1]维护维修与管理决策提供依据和指导。统。我国绝大多数大跨径桥梁都布设不同规模的结自动化采集传输控制子系统的监测项目主要有构监测系统，用以实时获取大桥所处地区环境信3个方面：荷载源及环境监测、结构响应监测以及息、车辆荷载信息及关键构件响应信息。根据舟山独立监测。该子系统由3大模块构成，即：传感器跨海大桥健康监测系统原始数据的自身特点，我们模块、数据采集与传输模块以及数据处理与控制模开发出一套与原系统无缝对接的数据分析系统，该块，监测系统每天产生将近3GB

4、的原始数据。系统针对现监测系统海量数据的不同类型特点和后根据监测系统实际应用，通过所获海量数据实续结果评估需要用到的数据，进行分析处理，使得时显示和妥善存储，建立结构安全评估系统模块。监测数据有效反映当前的桥梁状况，经过处理后的但是，从实际操作和最终结果来看，监测系统对海数据与原始数据相比其容量大幅减少，可保证处理量数据的挖掘与分析还不够深入，使得桥梁现场管后的数据量不超过原始数据量的2%，提高后续数理人员无法全面及时获知桥梁的荷载、环境、响应[2-5]据显示和结构评估等技术工作效率。等关键信息。1舟山跨海

5、大桥健康监测系统2舟山跨海大桥数据分析系统舟山跨海大桥是国家高速公路网甬舟高速公路2.1系统架构（G9211）的主要组成部分，舟山跨海大桥全长约舟山跨海大桥原结构监测系统所产生的原始数50km，总投资＞130亿元，于2009年12月25日据共有12种类型：UAN（三向风速仪）、ULT（螺正式通车。旋桨风速仪）、VIB（加速度传感器）、RHS（温湿整个跨海大桥由金塘大桥、西堠门大桥、桃夭度仪）、HTP（液压传感器）、TLT（倾斜传感器）、门大桥、响礁门大桥和岑港大桥5座跨海大桥及接DPM（梁端位移传感器）、C

6、FT（锚索计）、RSG（应线公路组成。力传感器）、TPM（温度场）、GPS（位移）、HSD（车流量）。收稿日期：2015-03-23根据原始数据的特点，数据分析系统总体可分作者简介：宣剑裕(1962—)，男，高级工程师，本科，主要为四大部分：数据读入、数据处理与显示、数据存研究方向为桥梁维护与管养。储及传感器管理（见图1）。84宣剑裕：舟山跨海大桥健康监测数据应用研究2015年第4期GPS、HSD采用定期人工采集形式数据读入其他类型数据采用自动采集形式实时显示近一个小时的风速、温度的最大值首页桥梁概况历史风

7、速曲线、历史最大值、红黄预警值风速(UAN)风向三点图、桥轴线荷载温度(RHS)历史温度曲线、历史最大值全桥车流量统计图全桥时刻车流量车重与数量分布图车辆(HSD)总重与数量图车重与数量柱状图超速车辆曲线柱状图自定义超重车辆数饼状图主梁整体挠度变化动态曲线主梁挠度液压历史曲线、预警值(HPT、GPS)GPS历史曲线、预警值塔顶位移(GPS)横向、竖向位移历史曲线整体响应梁端位移(DPM)位移历史曲线、预警值数据处理与方差历史曲线数据显示振动响应(VIB)初步分析峰值因子历史曲线应力历史曲线主梁应力(RSG)

8、横断面上的应力整体变化动态曲线主缆索力(VIB)主缆索力历史曲线、容许值吊杆索力历史曲线、容许值关键构件响应索力(CFT、VIB)吊杆索力(VIB)吊杆索力的整体变化动态曲线拉索索力拉索索力历史曲线、容许值(CFT、VIB)拉索索力的整体变化动态曲线主塔倾斜(TLT)倾斜历史曲线温度-应力(RSH-RSG)关键截面的温度应力相关性曲线温度-挠度(RSH-HPT)关键截面的温度挠度相关性曲线关键截面的风速应力相关性