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1、大型空间结构,健康监测,解决方案篇一：桥梁健康监测解决方案Application Story案例名称: 研华桥梁健康监测解决方案行业分类：交通地点:江苏省系统需求利用一些传感器（包括光纤传感器、压电传感器、电磁伸缩材料制成的传感器、gps、静力水准仪，风速风向仪等）来读取桥梁各部分结构的温度、应变、位移、风速、风向、加速度、车辆载荷、吊杆斜拉索拉力、主缆拉力等参数，通过网络将这些数据传输到桥梁监控室的数据处理设备上，由专用的数据处理设备和处理方法来对信号进行存储、处理、分析和显示，最终显示给用户的是一段时间内连续采集的各个数据。各方专家会同桥梁设计部门可以对某些数据设立警戒值，当某个数据超过了
2、相应的警戒值，系统会主动报警，提醒管理人员及时做出反应。 系统描述采集伸缩位移传感器、温度传感器、应力传感器等采集到的数据；专门采集震动传感器传回的数据；作为桥墩数据收集站，通过串口及I/O收集各种传感器及应变仪传回的数据；连结每个桥墩数据收集站并组成冗余光纤环网，将每个数据收集站收集的数据上传至桥梁监测中心。Application Story 项目实施系统架构图总结研华桥梁健康监测方案在江苏、浙江、内蒙古等省多座大桥的实施都取得了很好的实际效果，从前端的数据收集至运算存储，再至整个系统的通讯组网，均采用了高性能高工业等级的产品，不仅实现了客户对该套系统的功能需求，并且在环境适应性及通讯可靠性
3、等指标上超出了客户预期，提高了客户方案在业内的竞争力水平，大大降低了维护成本。篇二：隧道联络通道结构健康监测指标及测试方法目录1 绪论 . 2工程结构健康监测 . 错误！未定义书签。结构健康监测的意义和必要性 . 1问题的提出 . 1 2 隧道联络通道结构健康监测指标及测试方法 . 2隧道结构健康监测发展方法研究现状 . 2 隧道联络通道健康监测技术 . 2 3隧道结构健康监测技术 . 5 隧道现阶段健康监测指标 . 5 光纤传感技术在隧道结构健康监测中的应用 . 6 光纤传感技术 . 6 光纤传感技术在隧道联络通道结构健康监测中的应用 . 8 GPS技术在隧道健康监测应用发展展望 . 9 4
4、课题研究的条件及进度 . 10 研究经费概算 . 10 研究进度安排 . 11 参考文献 . 111 绪论工 程 结 构 健 康监测工 程 结 构 健 康监测定义 在 工 程 结 构 建 造 及 使 用过 程 中 ，采 用 基 于 计 算 机 控 制 的智 能 材 料 ，连续 或 实 时 在 线 采 集结 构 状 态 信 息 的 监 测 系 统 ，以 保 证 整 个 建 造 过 程 和 使 用 寿命 内 ，大 型 工程 结构 的 安 全性 与 耐 久性 的 工 作 ，称 为 工 程 结 构 的 健 康 诊 断 。工 程 结 构 健 康 监 测 系 统 可以对结 构 状 态 起到 安 全 监 测
5、 与 预 警 的作 用 ，还 可以 提 高 结 构 耐 久性 并 延 长 结 构 使 用 寿 命 ，在 获 得 准 确 、 实 时 的 监测 数 据 后 ，也 有 助 于 制 定 正 确 的 结 构 运 营 维 护 策略 。同 时 ，结 构健康监 测 的使 用 范 围 也非 常广泛 ，在 大 跨 桥 梁 、大 型 复 杂 空 间 结 构 、大 坝 、岩 土 边坡 、大 型 基 坑 、地 下 隧 道 的 长 期 、实 时 监 测 中 均 有着 广 泛 的应 用 。随着我国经济建设和城市的快速发展，城市人口增长对城市交通的压力急剧增大，世界各国都在通过修建各种城市地下隧道来缓解这一矛盾，各类城市隧
6、道工程在规模和数量上都得到了迅猛发展。隧道结构的安全性变得日益突出，而隧道工程的理论分析同实际情况存在作较大的差异，使得隧道结构的健康监测变得日益突出。而联络通道作为隧道之中生命的逃生通道，其健康监测在隧道结构的整体监测中尤为重要。1结构健康监测的意义和必要性隧道安全关系着人类生命安全和社会经济活动，由于隧道地质条件恶化、火灾、结构损伤、退化和失稳等造成的事故，严重威胁着隧道的正常运营。隧道施工的安全问题引起了人们的密切关注，主要表现在以下方面：1）隧洞开挖的进口段：由于隧洞都是浅埋隧洞，且都存在边坡，导致该段围岩两面临空，加上爆破的影响导致围岩的自稳能力下降，支护结构受力存在一定的不确定性。
7、2）构造带：由于围岩受构造影响，节理裂隙发育，无规律性，围岩的自稳性能极差，围岩多呈松散结构，断层带的影响宽度不确定，加之水的影响，使得该段产生冒顶及垮塌的可能性加大。3）浅埋段：潜埋段隧道围岩，在碳酸岩地层受水体溶蚀的影响较大，加之围岩顶板较薄，出现冒顶的现象可能性加大，加大了开挖及支护过程中的难度。4）岩溶发育段：由于岩溶发育地段很难查清岩溶的发育规模及范围，在开挖及支护过程中增加了不确定因素。5）地层走向不利地段：由于岩层的走向及倾角对围岩的自稳性能影响较大（如水平岩层）。6）含软弱夹层围岩：由于夹软弱夹层的围岩，多会出现冒顶及垮塌现象。7）水影响段：由于水体的存在，多会对层间结构面的力
8、学指标有较大的不利影响，加之施工过程中对水体通道的改变产生的淘蚀作用，使得围岩的自稳性能恶化。8）软岩段（围岩级别）：岩体自稳能力差，围岩开挖暴露后崩解，遇水容软化。9）含水层与相对隔水层交界处，而产生突涌泥现象4。问题的提出由于有以上不良地质情况的存在增加了隧洞在施工期间及运营期间安全隐患。为了确保隧道联络通道工程安全、及时预报险情，除了对隧道联络通道进行加固、维护之外，对隧道工程的安全和稳定状态的监测和评估也十分重要。建立监测系统对隧道联络通道工程进行监测、评估和预测以趋利避害，已经成为现代隧道工程发展的迫切要求。此外，随着人们对工程施工过程和现役工程长期监测的重要性认识的不断深入，以及国
9、家相关工程安全法规的实施，隧道工程监测得到了迅速发展，而隧道联络通道的结构健康监测也成为隧道工程的一个重要研究课题。22.隧道中联络通道的监测指标及测试方法隧道结构健康监测发展方法研究现状近年来，随着传感器技术、信息采集技术、数据处理技术、计算机技术的迅猛发展，结构健康监测虽已经应用于土木工程的各个领域，但世界范围内对于结构健康监测的研究尚均处于刚刚起步阶段，目前比较通行的定义是由Housneru于1997年提出的：利用现场无损传感技术，通过包括结构响应在内的结构系统特性分析，达到检测结构损伤或退化的目的。虽然这个定义在国内被广泛接受旧引，但在国际上尚未成为一个权威性的定义。鉴于sHM在大型基
10、础工程中的广阔应用前景，各国都已经在积极开展该项技术的应用研究，并在航空航天、桥梁、建筑物等各领域取得了阶段性成功，部分成果已经应用到了工程实践中。 11相比而言，结构健康监测在隧道领域的发展，则明显滞后于桥梁等领域。近年来，我国隧道工程由于施工、地质、地下水侵蚀等因素引起锚杆失效、钢筋锈蚀、混凝土质量劣化等，从而导致衬砌结构在长期使用过程中出现了各种各样的病害，使隧道结构的稳定性受到一定程度的破坏，衬砌结构的安全可靠性降低，造成危及行车安全的重大问题后，对于营运隧道主体结构的健康检测逐渐得到重视，但现行的对于隧道结构健康状况评估多是传统意义上的通过人工目测检查或借助于便携式仪器测量得到的信息
11、进行。由于传统检测方法存在诸多缺点和限制，它们无法直接有效地应用于大型隧道工程的健康状况检查，因此有必要建立和发展一个针对各类长大及复杂地质环境条件下的从施工到运营期一体化结构长期安全监测系统，即隧道工程中的sHM。但截至目前，对于隧道建成后运营期间结构安全性的健康监测研究却鲜有问津，这主要与隧道工程实际应用中受到诸多不利因素的控制有关：首先，隧道工程中的不确定性因素和复杂的工作环境对结构的安全性监控造成了很多不利影响，导致了目前隧道工程中整体监测的许多困难；其次，对隧道在使用年限内工作特性的变化缺乏深入研究，对既有隧道结构功能状态的判定和评价难以建立客观统一的标准等；再次，以新奥法为代表的现
12、行隧道结构体系，并不是单纯的钢筋混凝土结构，围岩在隧道结构健康中扮演着重要的角色，上述特征导致对隧道结构安全性评价带有很大的模糊性；最后，也与前期对隧道结构健康的关注不足有关。隧道中联络通道的健康监测技术从现行隧道健康无损检测手段的现状来看，由于其不具备实时监控的条件，所以检测一般是在隧道服务达一定年限或结构出现病害和病害的征兆后进行。而隧道结构的监控量测技术由于长期以来受隧道建设中新奥法设计施工技术理念及隧道工程中特定因素的影响，施工阶段对于围岩及结构的稳定性研究颇多，其研究手段以现场实际监测、数值模拟等为主，一般是在隧道开挖后，针对其具体状况，利用常规的必测或选测项目对围岩及支护的稳定性进
13、行及时的短期监控，并与室内的 数值分析计算相结合，对现场的围岩及支护状况的安全性做出评价，及时反馈至施工中，以保证施工期间隧道的安全性。但隧道作为交通快车道上的重要结构物，影响其稳定性因素众多，在营运期间也会因围岩应力变化、结构材料退化等原因造成毫无征兆的突发性事件发生，严重威胁着隧道安全，直接关系着人类生命安全和社会经济活动。因此，针对隧道联络通道尤其是重要复杂隧道段建立一套实时、连续的结构健康监测系统，及时评价隧道结构健康状态，预警事故的发生，保障隧道联络通道的安全有着重要的现实意义6。隧道结构健康监测技术是一门涉及众多领域学科交叉的综合性系统工程，直接全面反映了一个国家隧道建设与管理维护水平。由于隧道与一般的地表结构物不同，隧道的构成体系，尤其是以新奥法为代表的现代隧道构成体系，并不是单纯的钢筋混凝土结构，围岩在隧道结构健康中扮演了极为重要的角色，这也正是隧道结构健康监测区别于其他如桥梁结构健康监测的一个本质特征2。隧道在本质上是围岩和支护结构的综合体。在通常情况下，围岩是主要的承载单元，而支护结构是辅助性的，但也是不可缺少的，在某些特殊情况下，支护结构也是主要的承载单元阻5|。因此，在进行隧道结构健康监测时，要综合
