橋梁因造價昂貴,,服役時間長且維系人們的生命安全而倍受關注,。為了避免因難于察覺結構和系統(tǒng)損傷引發(fā)災難性的突發(fā)事故,橋梁結構健康監(jiān)測尤為重要。
在世界上目前未出現(xiàn)事故的橋梁中,,也有眾多橋梁出現(xiàn)了不同程度的性能退化,。據文獻資料顯示,,美國現(xiàn)有近60萬座橋梁,,美國聯(lián)邦公路管理局的統(tǒng)計數(shù)據表明,約有1/3的橋梁功能陳舊或有結構缺陷,,需要修復,,大概需要投資700億美元,且估計每年有150-200座橋會倒塌,;在英國,,據報道也有1/3的橋梁需要修復;在加拿大,,為修復橋梁損壞的全部基礎設施工程估計需耗費5000億美元,;到2006年底,我國現(xiàn)有各類現(xiàn)代橋梁53.36萬座,,其中公路橋梁有34萬多座,,鐵路橋梁有18萬座。隨著交通量的增大和車輛載重不斷提升,,加之缺乏例行維修,,不少橋梁都處于帶病超負荷工作狀態(tài),,同時更多的舊有橋梁到達或即將到達設計服役期。
大型橋梁是國家或地區(qū)的交通命脈,,它耗資巨大,,一旦發(fā)生橋梁坍塌事故,將造成重大的人身傷亡和巨大的經濟損傷,,并且?guī)韾毫拥纳鐣绊?。為了及時掌握大型橋梁的性能退化,防止突發(fā)性的坍塌事故的發(fā)生,,應用科學的方法對大型橋梁進行健康監(jiān)測是極為必要的,,目前這一點已逐漸得到了學術界、工程界以及政府部門的廣泛認同,。
現(xiàn)代大跨徑橋梁在長期運營中,由于荷載的反復作用,,混凝土的收縮徐變,,溫度變化,地基的下降,,鋼筋混凝土的開裂腐蝕等多種因數(shù)的影響,,使大橋結構的幾何形狀發(fā)生改變,結構構件強度發(fā)生衰減,,進而引起各測試截面處的應力應變的變化,,反過來,疲勞過度的橋梁又會影響橋梁上行駛的車輛安全,,所以對橋梁結構健康狀況進行長期,、遠程、實時,、在線的自動監(jiān)測對于橋梁長久的運營有著非常重大的意義,。橋梁的應變監(jiān)測系統(tǒng)中主要的部分就是橋梁應力信號的采集控制,通過對橋梁結構的應力監(jiān)測系統(tǒng)特點進行詳細分析基礎上,,,,將FPGA嵌入式技術和無線網絡技術相結合,橋梁應力采集模塊實現(xiàn)橋梁應力數(shù)據采集以及A/D轉換,,應力數(shù)據經串口到GPRS DTU,,然后轉換為TCP/IP數(shù)據包,使用GPRSDTU通過GPRS 網絡傳送至Internet再發(fā)送數(shù)據到遠端的Web服務器,,從而實現(xiàn)橋梁應力數(shù)據的實時遠程檢測監(jiān)控,。
GPRS(General Packet Radio Service)是通用分組無線業(yè)務的簡稱,是在GSM基礎上發(fā)展起來的一種分組交換的數(shù)據承載和傳輸方式,。與原有的GSM比較,,GPRS在數(shù)據業(yè)務的承載和支持上具有速率高,、實時在線等優(yōu)點。另外GPRS計費方式更加靈活,,支持按數(shù)據流量來進行計費,;而且GPRS還能支持在進行數(shù)據傳輸?shù)耐瑫r進行語音通話等等,相對于短消息等無線數(shù)據通信業(yè)務,,GPRS的價格具有相當?shù)膬?yōu)勢,。目前,我國移動推出的GPRS上網業(yè)務最高每千字節(jié)也只有3分錢,,而且用戶可以根據自己的需要,,以月租、包月等多種形式進一步降低GPRS通信的費用,。