《電子技術(shù)應(yīng)用》
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DTU產(chǎn)品在橋隧監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用

2017-03-31

橋梁因造價(jià)昂貴,服役時(shí)間長且維系人們的生命安全而倍受關(guān)注,。為了避免因難于察覺結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)損傷引發(fā)災(zāi)難性的突發(fā)事故,,橋梁結(jié)構(gòu)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(jù)文獻(xiàn)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(jì)數(shù)據(jù)表明,,約有1/3的橋梁功能陳舊或有結(jié)構(gòu)缺陷,需要修復(fù),,大概需要投資700億美元,,且估計(jì)每年有150-200座橋會(huì)倒塌;在英國,,據(jù)報(bào)道也有1/3的橋梁需要修復(fù),;在加拿大,為修復(fù)橋梁損壞的全部基礎(chǔ)設(shè)施工程估計(jì)需耗費(fèi)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(fù)荷工作狀態(tài),,同時(shí)更多的舊有橋梁到達(dá)或即將到達(dá)設(shè)計(jì)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(jīng)濟(jì)損傷,,并且?guī)韾毫拥纳鐣?huì)影響,。為了及時(shí)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(yīng)用科學(xué)的方法對(duì)大型橋梁進(jìn)行健康監(jiān)測是極為必要的,,目前這一點(diǎn)已逐漸得到了學(xué)術(shù)界,、工程界以及政府部門的廣泛認(rèn)同。

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現(xiàn)代大跨徑橋梁在長期運(yùn)營中,,由于荷載的反復(fù)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(jié)構(gòu)的幾何形狀發(fā)生改變,,結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度發(fā)生衰減,,進(jìn)而引起各測試截面處的應(yīng)力應(yīng)變的變化,反過來,,疲勞過度的橋梁又會(huì)影響橋梁上行駛的車輛安全,,所以對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)健康狀況進(jìn)行長期、遠(yuǎn)程,、實(shí)時(shí),、在線的自動(dòng)監(jiān)測對(duì)于橋梁長久的運(yùn)營有著非常重大的意義。橋梁的應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)中主要的部分就是橋梁應(yīng)力信號(hào)的采集控制,,通過對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析基礎(chǔ)上,,,將FPGA嵌入式技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合,,橋梁應(yīng)力采集模塊實(shí)現(xiàn)橋梁應(yīng)力數(shù)據(jù)采集以及A/D轉(zhuǎn)換,,應(yīng)力數(shù)據(jù)經(jīng)串口到GPRS DTU,然后轉(zhuǎn)換為TCP/IP數(shù)據(jù)包,,使用GPRSDTU通過GPRS 網(wǎng)絡(luò)傳送至Internet再發(fā)送數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)端的Web服務(wù)器,,從而實(shí)現(xiàn)橋梁應(yīng)力數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程檢測監(jiān)控。

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GPRS(General Packet Radio Service)是通用分組無線業(yè)務(wù)的簡稱,,是在GSM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種分組交換的數(shù)據(jù)承載和傳輸方式,。與原有的GSM比較,GPRS在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的承載和支持上具有速率高,、實(shí)時(shí)在線等優(yōu)點(diǎn),。另外GPRS計(jì)費(fèi)方式更加靈活,支持按數(shù)據(jù)流量來進(jìn)行計(jì)費(fèi),;而且GPRS還能支持在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)進(jìn)行語音通話等等,,相對(duì)于短消息等無線數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù),GPRS的價(jià)格具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì),。目前,,我國移動(dòng)推出的GPRS上網(wǎng)業(yè)務(wù)最高每千字節(jié)也只有3分錢,,而且用戶可以根據(jù)自己的需要,,以月租,、包月等多種形式進(jìn)一步降低GPRS通信的費(fèi)用,。


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