[发明专利]一种基于无线传感器的大跨度桥梁结构健康智能监测预警系统

说明书

本发明公开一种基于无线传感器的大跨度桥梁结构健康智能监测预警系统，通过对大跨度桥梁设置混凝土地基质量监测模块、梯形支撑立柱质量监测模块、拱形桥架质量监测模块和桥台质量监测模块，基于获取的各模块质量监测结果评估大跨度桥梁结构的综合健康系数，当大跨度桥梁结构的综合健康系数低于数据存储模块中的警戒综合健康系数时，则进行预警。一方面降低了检测人员的工作难度，有效避免了高空作业的风险。另一方面避免了由于远距离以及人为主观因素对桥梁质量问题检测产生的影响，并且涵盖对大跨度桥梁的混凝土地基、梯形支撑立柱、拱形桥架和桥台多个质量检测维度，提高了对大跨度桥梁结构健康评估的可靠性和稳定性。

技术领域

本发明属于大跨度桥梁结构健康监测技术领域，具体而言，涉及一种基于无线传感器的大跨度桥梁结构健康智能监测预警系统。

背景技术

随着交通事业的迅速发展，大跨度桥梁公路里程不断扩大，交通运输量也在不断增加，从而对大跨度桥梁的通过能力和承载能力提出了更高的要求，目前大跨度桥梁多建立于大江、大河以及山谷之中，而现存的大跨度桥梁大多存在陈旧化和破损化现象，难以适应目前日益趋增的交通运输要求，在这种情形下，对大跨度桥梁结构的健康监测就显得尤为重要。

如今，对建立在山谷中的大跨度桥梁结构的健康监测大多采用人工爬梯和人工望远镜的方式，不仅给检测人员带来极大的工作强度，还可能存在着监测不到位和工作效率低等问题，具体体现在以下几个方面：

(1)一方面由于大跨度桥梁一般建立于较为宽阔的山谷中，采用人工爬梯方式进行检测不仅使工作人员难以抵达桥梁底部，而且存在着高空作业风险以及检测难度大等问题，导致检测效率低下，并给检测人员带来了庞大的工作量；

(2)另一方面采用人工望远镜的监测方式，由于存在远距离以及人为主观因素，不仅难以发现桥梁裂痕和形变等质量问题，而且存在着一定的检测盲区，导致检测维度片面，无法为后续大跨度桥梁结构的健康评估提供可靠性和稳定性的评估依据。

发明内容

为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了一种基于无线传感器的大跨度桥梁结构健康智能监测预警系统,能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供了一种基于无线传感器的大跨度桥梁结构健康智能监测预警系统，该系统包括混凝土地基质量监测模块、梯形支撑立柱质量监测模块、拱形桥架质量监测模块、桥台质量监测模块、数据存储模块、数据分析云平台和预警显示终端；

所述数据分析云平台分别与混凝土地基质量监测模块、梯形支撑立柱质量监测模块、拱形桥架质量监测模块、桥台质量监测模块、数据存储模块和预警显示终端相连接；

所述混凝土地基质量监测模块用于对大跨度桥梁进行混凝土地基质量监测，其中混凝土地基质量监测模块包括混凝土地基外观质量监测单元和混凝土地基稳固质量监测单元；

所述梯形支撑立柱质量监测模块用于对大跨度桥梁进行梯形支撑立柱质量监测，其中梯形支撑立柱质量监测模块包括梯形支撑立柱尺寸质量监测单元和梯形支撑立柱外观质量监测单元；

所述拱形桥架质量监测模块用于对大跨度桥梁进行拱形桥架质量监测，其中拱形桥架质量监测模块包括拱形桥架跨径质量监测单元和拱形桥架形态质量监测单元；

所述桥台质量监测模块用于对大跨度桥梁进行桥台质量监测，其中桥台质量监测模块包括桥台外观质量监测单元和桥台承载质量监测单元；

所述数据存储模块用于存储大跨度桥梁的标准混凝土地基三维外观图像、混凝土地基外观缺陷允许面积、混凝土地基接触轮廓线上各检测点初始三维坐标、各梯形支撑立柱标准尺寸参数、各梯形支撑立柱标准外形轮廓、标准拱形桥架跨径、拱形桥架各测量点至参考水平面的标准距离、桥台外观缺陷允许面积、桥台允许承载力和警戒综合健康系数；