自動(dòng)化傳感技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中的問題研究

高新堯

（中國(guó)路橋工程有限責(zé)任公司，100011）

自動(dòng)化傳感技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中的問題研究

高新堯

（中國(guó)路橋工程有限責(zé)任公司，100011）

在現(xiàn)在的橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)中，傳感器技術(shù)已經(jīng)被廣泛運(yùn)用。傳感器技術(shù)可以對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)環(huán)境荷載及結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而保障橋梁建設(shè)及運(yùn)營(yíng)的質(zhì)量。然而，在很多橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中由于傳感器技術(shù)使用不當(dāng)，或者是缺乏傳感器技術(shù)的使用，導(dǎo)致測(cè)量不達(dá)標(biāo)，這不僅給橋梁建設(shè)帶來很大的困難，同時(shí)也會(huì)影響到工程進(jìn)度的進(jìn)展。本文通過簡(jiǎn)單介紹自動(dòng)化傳感技術(shù)，并且對(duì)傳感器技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，根據(jù)分析還提出了在應(yīng)用中出現(xiàn)的問題，并且針對(duì)問題提出了解決對(duì)策。

傳感器；結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)；橋梁；數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)處理

0　前言

0.1研究的背景

為確保橋梁的安全運(yùn)行，保障交通順暢，更好地服務(wù)區(qū)域發(fā)展，進(jìn)一步提升公路特大橋梁的科學(xué)化管理水平，通過整合資源、合理規(guī)劃，將自動(dòng)化健康監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用到橋梁運(yùn)營(yíng)中，以構(gòu)建一個(gè)集約高效、技術(shù)先進(jìn)、易于管理、開放兼容、實(shí)用經(jīng)濟(jì)、符合公路橋梁管理需求的現(xiàn)代化、信息化的橋梁管理平臺(tái)。

0.2研究的目的和意義

研究本的目的就是希望通過對(duì)傳感器技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究，進(jìn)一步了自動(dòng)化傳感技術(shù)在應(yīng)用中存在的問題，并且針對(duì)存在的問題找出解決對(duì)策，從而進(jìn)一步完善傳感器技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。

1　自動(dòng)化傳感技術(shù)的簡(jiǎn)介

1.1自動(dòng)化傳感技術(shù)的工作原理。考慮到其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和傳感器的布設(shè)情況，選用分布式數(shù)據(jù)采集方案，以期用相對(duì)較低的成本獲取到真實(shí)的大橋荷載和結(jié)構(gòu)響應(yīng)等信息；針對(duì)傳感器輸出的不同類型的電信號(hào)，考慮到降噪、去偽等問題，對(duì)傳感器采取信號(hào)屏蔽、接地技術(shù)等措施，并安裝相匹配的信號(hào)調(diào)理器，以期降低系統(tǒng)模擬信道的噪聲干擾，大幅提高采集信號(hào)的精度、穩(wěn)定性和可靠性；數(shù)據(jù)采集站具有信號(hào)調(diào)理功能和一定的數(shù)據(jù)緩沖容量，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和傳輸；

1.2傳感器技術(shù)的方案設(shè)計(jì)。橋梁結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)系統(tǒng)工程，其核心任務(wù)是獲得環(huán)境荷載以及結(jié)構(gòu)的響應(yīng)、局部損傷等信息，在對(duì)監(jiān)（檢）測(cè)信息進(jìn)行綜合評(píng)估的基礎(chǔ)上獲得行車和結(jié)構(gòu)的雙重安全狀態(tài)信息，為結(jié)構(gòu)高質(zhì)量的安全、高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)營(yíng)提供成套技術(shù)支持。

2　自動(dòng)化傳感技術(shù)的應(yīng)用

首先應(yīng)對(duì)橋梁進(jìn)行運(yùn)營(yíng)期結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)分析，風(fēng)險(xiǎn)包括：強(qiáng)風(fēng)、地震、船撞等；同時(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)分析，包括：鋼箱梁、主纜或斜拉索、伸縮縫及支座損傷等。經(jīng)過風(fēng)險(xiǎn)分析，確定風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)，采用離散式布點(diǎn)將不同種類傳感器布置在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上。

3　傳感器技術(shù)在中的應(yīng)用中存在的問題

3.1傳感器選擇不當(dāng)。在現(xiàn)在研究設(shè)計(jì)中，由于傳感器的選擇缺乏科學(xué)性，使得橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在搭建的過程中，不僅缺乏工作質(zhì)量和工作效率，同時(shí)還缺乏安全性。傳感器的電路選擇決定了方案是否具有可行性與可信性，決定了最終數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，影響到最終結(jié)構(gòu)分析的可信度。如果缺乏這種科學(xué)性，那就將結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的意義體現(xiàn)出來，從而保障橋梁建設(shè)安全性。

3.2缺乏專業(yè)的傳感器安裝理念。傳感器在施工安裝過程中，由于施工人員不穩(wěn)定，施工工藝及流程不確定，導(dǎo)致重復(fù)施工發(fā)生，對(duì)工程進(jìn)度及后期系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性造成惡劣影響。

3.3缺乏良好的維護(hù)意識(shí)。在橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的搭建過程中，由于缺乏傳感器維護(hù)理念，使得監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無法做到為橋梁的全壽命周期服務(wù)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的目的是為橋梁的運(yùn)營(yíng)提供真實(shí)、可靠的數(shù)據(jù)，可現(xiàn)如今如何去維護(hù)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成為了一項(xiàng)難題。

3.4橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)傳感器技術(shù)應(yīng)用體系不完善。橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)傳感器技術(shù)應(yīng)用體系不完善也給橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)帶來了極大的阻礙。科學(xué)完善的傳感器技術(shù)應(yīng)用體系是橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)得以提高的基礎(chǔ)。就是因?yàn)槿狈茖W(xué)完善的管理體系，才會(huì)使得橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)搭建缺乏必要的規(guī)章制度，這也是造成橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)出現(xiàn)問題主要原因。

3.5缺乏科學(xué)創(chuàng)新的方法。缺乏科學(xué)橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)傳感器技術(shù)創(chuàng)新方法也是傳感器技術(shù)在中的應(yīng)用中存在的問題。就是因?yàn)槿狈茖W(xué)有效的管理方法，才無法更好的提高橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的可靠度及準(zhǔn)確度。

4　解決傳感器技術(shù)在中的應(yīng)用中存在問題的對(duì)策

4.1選擇正確傳感器。在現(xiàn)在的傳感器技術(shù)在中的應(yīng)用中，一般都選擇鉑電阻電橋測(cè)溫電路，這樣具有很大的安全性與可靠性。同時(shí)，根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境確定傳感器的類型，這樣可以確保傳感器選擇的正確性。

4.2培養(yǎng)專業(yè)的傳感器技術(shù)人員。要對(duì)這些人員進(jìn)行專業(yè)課程的培訓(xùn)，不僅要加強(qiáng)他們的綜合素質(zhì)和責(zé)任心，同時(shí)還要提高他們的職業(yè)技能，要確保施工隊(duì)伍人員達(dá)標(biāo)，施工人員應(yīng)對(duì)傳感器安裝具備一定熟練度。

4.3提升系統(tǒng)維護(hù)意識(shí)。對(duì)于易損型傳感器，要加強(qiáng)管理。如風(fēng)速儀，應(yīng)對(duì)預(yù)留預(yù)埋件制作進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)督，做好防護(hù)措施。位移計(jì)等易損類傳感器應(yīng)添加保護(hù)盒。同時(shí)做好合同管理，盡量延長(zhǎng)易損類傳感器的保修期，降低自身風(fēng)險(xiǎn)。

4.4完善橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)傳感器技術(shù)應(yīng)用體系。要想更好的解決傳感器技術(shù)應(yīng)用中存在的問題，就需要完善傳感器技術(shù)應(yīng)用體系。企業(yè)應(yīng)留意行業(yè)最新規(guī)范，熟悉并理解，將規(guī)范中的內(nèi)容添加至咨詢、設(shè)計(jì)及施工中。

4.5尋求自動(dòng)化傳感器技術(shù)的新方法。橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)企業(yè)可以通過創(chuàng)新管理方法，來形成自身的競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)企業(yè)還要聽取企業(yè)管理人員的意見和企業(yè)基層工作人員的意見，不斷的吸納意見來創(chuàng)新傳感器技術(shù)應(yīng)用方法。

5　總結(jié)

利用傳感器技術(shù)可以很好的了解橋梁結(jié)構(gòu)情況，從而保障橋梁結(jié)構(gòu)安全性。橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)質(zhì)量的提高可以進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)橋梁使用壽命的提高，同時(shí)這還可以為橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)企業(yè)帶來良好的聲譽(yù)與形象。

［1］陳謀義.傳感器技術(shù)設(shè)備有關(guān)問題［J］.裝備環(huán)境工程，2006，（6）：70-73.

［2］馬志宏.傳感器技術(shù)的工作環(huán)境［M］.裝備環(huán)境工程，2007.

［3］王棟.環(huán)境試驗(yàn)箱的計(jì)量方法［R］.中國(guó)網(wǎng)站，2011.

［4］陳炳生.傳感器技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用研究［J］.北京：國(guó)防橋梁結(jié)構(gòu)出版社，1995.

［5］潘小龍.監(jiān)測(cè)儀應(yīng)用環(huán)境研究［J］.科學(xué)雜志，2005.

［6］孟俊杰.智能監(jiān)測(cè)儀方案設(shè)計(jì)研究［J］.人民科技出版社.

Research on the problem of automatic sensing technology in bridge structure monitoring

Gao Xinyao
（China Luqiao engineering limited liability company，100011）

In the construction of the bridge structure，the sensor technology has been widely used.Sensor technology can monitor the environmental load and structural response of the bridge structure，so as to ensure the quality of the bridge construction and operation.However，in many bridge structure monitoring due to improper use or lack of use of sensor technology，sensor technology，leads to the measurement standard，which not only brings great difficulties to the construction of the bridge，but also will affect the progress of the project progress.The paper introduces the automatic sensing technology and sensor technology are analyzed in the application of bridge structure，according to the analysis also presents the problems in application， and puts forward countermeasures.

sensor； structure monitoring；bridge；data collection；data processing