监测系统是一个集结构分析计算、计算机技术、通信技术、网络技术、传感器技术等高新技术于一体的综合系统工程。为了使钱江三桥结构健康监测系统成为一个功能强大并能真正用于结构损伤和状态评估,满足大桥养护管理和运营的需要,同时又具有经济效益的桥梁结构健康系统,应遵循如下设计原则:
·遵循简洁、实用、性能可靠、经济合理的指导思想;
·系统设计以桥梁结构工程师为主,以设备工程师、网络工程师、计算机软硬件工程师为辅助;
·系统设计首先满足钱江三桥养护管理和运营的需要(养护管理对桥梁信息的需求),立足实用性原则第一,兼顾考虑科学实验和设计验证;
·根据桥梁结构易损性分析的结果及养护管理的需求进行监测点的布设;
·监测与结构安全性密切相关内容,主要监测一些有代表性的结构、必须监测的重要结构以及日常养护无法检查或者检测困难得结构响应;
·从动力、静力、耐久性对结构进行监测,采用实时监测和定期监测相结合的方法,力求用最少的传感器和最小的工作量完成工作;
·以结构位移监测为主,以力、应力、模态分析为辅助;
·系统应能顺应桥梁健康监测的发展方向,具有可扩展性。
传感器测点布设原则
1、传感器测点布设原则
·最大位移或能推算结构几何状态变化的地方或构件;
·主要控制或能推算结构几何状态变化的地方或构件;
·结构空间变形主要控制点;
·最大应力分布的地方或构件,最大应力变化的地方或构件,应力传递明确的地方或构件;
·可对结构总体温度进行监控的控制点;
·结构模态分析前3阶振型所必须的监控控制点;
·索力应力幅值变化较大的斜拉索。
2、工作站布设原则
·信号信息损失最小原则(最短布线原则);
·同类信息通道集中原则(最佳信息检查原则);
·通道预留原则(考虑后期荷载试验及临时增加传感器);
·稳定与安全的运行环境;
·易于进行检查及维修、维护。
3、各类硬件的选型原则
·经验证目前国际国内性能最稳定者;
·具有可更换性;
·性价比最优者;
·MTBF(无故障平均运行时间)具体要求为:传感器、采集箱、供电、通信系统不少于10年;工作站、服务器、显示器不少于5年。
4、软件开发原则
·可用性、实用性、可靠性
可用性是本系统中设计的首要原则,在目标系统设计上应具有良好的性能价格比、较高的应用、推广效益,采用多种实用的技术手段,并尽可能集成成熟软件产品。实用性就是保证可用性的前提下能够最大限度的满足实际工作要求。而作为桥梁健康监测信息交互平台,应用系统其可靠性也是极为重要的。除了在硬件体系上的可靠性外,在目标应用系统的设计过程中,还必须注意稳定可靠性。及在结构设计上要充分考虑数据的、传输的可靠性及对关键数据的备份等措施;
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