无线传感器网络在桥梁健康监测中的应用
无线传感器网络在医疗健康中的应用案例
无线传感器网络在医疗健康中的应用案例随着科技的不断进步，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）在医疗健康领域的应用日益广泛。
无线传感器网络是由大量无线传感器节点组成的网络，这些节点能够感知、采集和传输环境信息。
在医疗健康领域，无线传感器网络可以用于监测患者的生理参数、实时追踪病情变化、提供个性化的医疗服务等方面。
本文将介绍几个无线传感器网络在医疗健康中的应用案例。
首先，无线传感器网络在健康监测方面有着广泛的应用。
例如，可以将无线传感器节点植入患者体内，实时监测患者的体温、心率、血压等生理参数。
这些数据可以通过无线传感器网络传输到医疗中心，医生可以随时查看患者的健康状况，及时采取相应的治疗措施。
此外，无线传感器网络还可以用于监测老年人和慢性病患者的日常活动，例如睡眠质量、步数统计等，为医生提供更全面的健康评估和个性化的康复方案。
其次，无线传感器网络在疾病预防和控制方面也发挥着重要的作用。
例如，在传染病爆发期间，可以通过无线传感器网络实时监测人群密集区域的空气质量、温度、湿度等环境参数，及时发现异常情况并采取相应的防控措施。
此外，无线传感器网络还可以用于监测水质、食品安全等方面，提前预警可能存在的健康风险，保障公众的健康安全。
另外，无线传感器网络在医疗设备监测和管理方面也有着广泛的应用。
例如，医院可以利用无线传感器网络监测和管理医疗设备的运行状态，及时发现设备故障并进行维修。
此外，无线传感器网络还可以用于监测和管理药品的存储温度、湿度等参数，确保药品的质量和安全性。
除了以上提到的应用案例，无线传感器网络还可以在远程医疗、智能康复等方面发挥重要作用。
例如，通过无线传感器网络，患者可以在家中进行远程医疗，医生可以远程监测患者的健康状况并提供远程诊断和治疗建议。
此外，无线传感器网络还可以用于智能康复设备，例如智能假肢、智能助行器等，帮助患者恢复功能并提高生活质量。
综上所述，无线传感器网络在医疗健康领域的应用案例丰富多样。
桥梁健康监测技术应用案例分析
桥梁健康监测技术应用案例分析桥梁作为交通运输的重要枢纽，其结构的安全性和稳定性至关重要。
为了确保桥梁在长期使用过程中的健康状况，桥梁健康监测技术应运而生。
本文将通过几个具体的案例，深入分析桥梁健康监测技术的应用。
案例一：某大型跨海大桥这座跨海大桥所处的环境复杂，面临着海浪、海风、海水腐蚀等多种不利因素的影响。
为了实时掌握桥梁的结构状态，采用了一套综合性的健康监测系统。
监测系统中包含了多种传感器，如应变传感器、位移传感器、加速度传感器等。
应变传感器被安装在桥梁的关键部位，如桥墩、箱梁等，用于监测结构的应变情况。
位移传感器则用于测量桥梁在风、浪等作用下的位移变化。
加速度传感器能够捕捉桥梁在车辆通行和外部荷载作用下的振动响应。
通过这些传感器收集到的数据，经过传输系统实时传输到数据处理中心。
在数据处理中心，专业的软件对数据进行分析和处理。
一旦监测数据出现异常，系统会立即发出警报，提醒相关人员采取措施。
例如，在一次强风天气中，监测系统发现桥梁的某个桥墩的应变值超出了正常范围。
经过进一步的分析和评估，发现是由于强风导致桥墩局部受力过大。
相关部门迅速采取了限制车辆通行、加强桥墩防护等措施，避免了潜在的安全隐患。
案例二：某城市高架桥这座城市高架桥位于交通繁忙的区域，车流量大，且周边建筑物密集。
为了保障桥梁的安全运行，对其进行了健康监测。
监测系统中除了常见的传感器外，还引入了视频监测设备。
视频监测设备可以直观地观察桥梁的外观变化，如裂缝的出现和扩展、表面混凝土的剥落等。
同时，利用无线传感器网络技术，实现了传感器数据的高效传输。
这种技术不仅减少了布线的复杂性，还提高了数据传输的稳定性和可靠性。
通过长期的监测，发现了桥梁在某些部位存在着轻微的裂缝扩展趋势。
根据监测数据，相关部门及时安排了维修和加固工作，延长了桥梁的使用寿命。
案例三：某山区公路桥梁这座桥梁位于山区，地形复杂，地质条件不稳定。
在其健康监测中，重点关注了桥梁基础的稳定性和山体滑坡对桥梁的影响。
无线传感器技术在斜拉桥监测系统中的应用
作 状 态 的重 要 参 数 。 外 对 于混 凝 土 为 主 要 材 料 的 主 梁 ， 多 另 在 次 重 复 荷 载 的作 用 下 ，其 结 构 性 能 会 因 疲 劳 而 逐 渐 退 化 直 至
破 坏 。 主梁 自振 特 性 是 取 决 于 主 梁 本 身 的 材 料 特 性及 刚度 、 而 质 量 和 其 分 布 规 律 的 参 数 。 主 梁 自振 特 性 进 行 测试 ， 对 了解 其 振 动 频 率 、 型 等 的 变 化情 况 ， 分 析 主 梁结 构 性 能 老 化 程 度 振 是 的 主要 依 据 。 因此 ．在 斜 拉 桥 的关 键 部 位放 置 相 关 传 感 器 进 行 有 关 参 数 的 测 量 就 显 得 尤 为重 要 ， 别 是 斜 拉 索 索 力 、 面 振 动 、 特 桥 桥 面应变 ， 以及 温 度 的测 量 。 ２２ 线传 感 器 网络 的设 计 ．无 传 统 的桥 梁 监 测 系统 多采 用有 线 的 方 式 ，传 感 器 布 设 在 些 重 要 的节 点 上 ，传 感 器 与 控 制 监 测 中 心 之 间 通 过 光 缆 连 接 。这 种 有 线 监 测 系 统 存 在 较 多缺 点 ： 先 是 成 本 高 ， 统 使 首 系
１ 概 述 ．
监 测 系 简 介 ．无
无线 传感 器 网 络 是 由大 量 传 感 器 节点 通 过 无 线 通 信 技 术 自组 织构 成 的 网络 ， 集 成 了传 感 器 、 机 电 系 统 和 网络 三 大 它 微 技 术 ， 目的是 感 知 、采 集 和 处 理 网络 覆 盖 围 内 感 知 对 象 的信 息 ． 转 发 给 观 察 者 。 以数 据 处 理 为 中心 的 系 统 。 它 是 信 息 并 是 技 术 的新 领 域 ，其 应 用 范 围 已经 深 入 到 了 人类 社会 的 每 一 个 角 落 ， 军 事 和 民用 领 域 均 有 非 常 广 阔的 应 用 前 景 。 在 无线 传感 器 节 点 由 以下 几 部 分 组 成 ： ）由 微 处 理 器 或 微 １ 控 制 器构 成 的计 算 子 系 统 ， 责 控 制 传 感 器 、 行 通 信 协 议 及 负 执 处 理 传 感 数 据 的算 法 ； ）用 于 无 线 通 信 的 短距 离 无 线 收 发 电 ２ 路， 即通 信 子 系统 ； ） 一 组 传 感 器 和 激 励 装 置 构 成 的 传 感 子 ３由 系统 ；） 量 供 应 子 系 统 ， 括 电 池 和交 直 流转 换 器 。 ４能 包
无线传感器网络在智能医疗监测中的应用研究
无线传感器网络在智能医疗监测中的应用研究无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）是一种由大量的传感器节点组成的网络，它能够实时地采集环境、物理、化学等各种信息，并将这些信息通过网络传输到指定的接收器进行处理和分析。
无线传感器网络在智能医疗监测中具有广泛的应用前景，可以为医疗监测提供便利的数据采集、传输和分析，提高医疗监测的准确性和效率。
与传统的有线监测设备相比，无线传感器网络具有以下几个优势，这也是它在智能医疗监测中应用广泛的原因之一。
首先，无线传感器网络不受布线限制，可以灵活地布置在监测区域，方便了设备的安装和移动。
其次，无线传感器网络具有自组织和自适应的特点，可以根据监测需求动态地调整节点之间的连接关系，提高了网络的可伸缩性和可靠性。
再次，无线传感器网络的传输距离可以根据需求进行调整，从几米到几百米不等，适应了不同尺度的监测场景。
最后，由于无线传感器节点体积小、成本低，可以实现大规模的部署，满足复杂医疗监测需求。
在智能医疗监测中，无线传感器网络有着丰富的应用场景。
首先，无线传感器网络可以用于患者的生命体征监测。
通过将传感器节点放置在患者的身体上，可以实时采集患者的心率、血压、体温等生理指标，并通过网络传输到医护人员处进行实时监测和分析。
这种无线传感器网络可以为患者提供便利的长期监测和健康管理，提高了患者的生活质量。
其次，无线传感器网络可以用于医院的环境监测。
医院内的温度、湿度和空气质量等环境指标对于患者的康复和医护人员的工作效率有着重要影响。
通过在医院内部部署无线传感器节点，可以实时采集这些环境信息，并通过网络传输到监测中心进行分析和管理。
这种无线传感器网络可以帮助医院提高环境质量，保障患者的安全和舒适。
另外，无线传感器网络还可以用于医疗设备的远程监测和管理。
传统的医疗设备通常需要人工巡检和维护，这种方式既浪费人力物力，又不够实时和准确。
通过在医疗设备上部署无线传感器节点，可以实时监测设备的运行状态和故障情况，并通过网络传输到管理中心进行远程监控和管理。
无线传感器网络在桥梁健康监测中的应用
讨［ ］／ ｃ ／ 中国钢结构协会钢 一 混凝 土组合 结构分会第 十次年
会论 文 集 ，０ ５ ２０ ． ．
［ ］ 孙 晓辉． ４ 浅析型钢混凝 土结构节点 连接 ［ ］ 特 种结构 ， ０ ， Ｊ． ２ ７ ０
（） １．
不得有咬边 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 气孔、 裂纹 、 焊瘤 等缺 陷和焊缝表 面存在 几何尺寸不定现象 ， 不得因切割连接板 、 刨除焊垫板等
１ ２ ｉ取焊缝焊脚尺寸 １ ｉ ４＝ ８ｍｌ ｌ ， ０ｍｌ ｌ 。两焊脚尺寸相等 ； 考 虑折减后焊缝设计强度 ２０× ．５ ０９＝１３ ／ ｍ ； ０ ０８ ． Ｘ ５Ｎ ｍ 焊
５ 结 语
工程 中通过 对 焊缝 的质 量评 定和 对焊 接试 件 的
送样检测 ， 结构均为合格 ， 验证 了用连 接板代替直螺纹
结构监测系统一般 由以下几部分 组成 ：
等特点 ， 在结构健康监测 系统作 为一种新 型的数据 传
输方式正受到 日益广 泛的关 注。
（ ） 传感系统。 由传 感器 ， 次仪表 ， １ 二 如加速 度
计、 风速风 向仪 、 位移计 、 温度计 、 变计 、 号放大处 应 信
构设计规范 ，ｆ ． ＝ ． ／ ８５ｍ ；ｆ ． ｈ≥１５ １５ｘｖ ２＝ ． ｍ ｈ≤１２ｘ ２
构损伤或者退化的 目的。结构健康监测 的一个 目 就 标
是为大型结构 在特 殊气 候或 运 营状况 严 重异 常时发
出预警信号 ， 提早检测 出结构 的损 伤 ， 为结 构 的维 护、
维修 和管理决策提供依 据和指导 ， 这是个 实时的在线
监 测 过 程 。
本、 灵活性 、 监测精度 高、 可靠性 高、 安装维护成本低廉
桥梁监测技术的应用现状与前景
桥梁监测技术的应用现状与前景桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，在经济发展和社会生活中发挥着至关重要的作用。
随着桥梁建设规模的不断扩大以及使用年限的增加，桥梁的安全性和可靠性受到了广泛关注。
桥梁监测技术作为保障桥梁安全运行的重要手段，近年来得到了迅速发展和广泛应用。
一、桥梁监测技术的应用现状1、传感器技术的应用传感器是桥梁监测系统的核心部件，用于采集桥梁结构的各种物理参数，如应变、位移、加速度、温度等。
目前，常用的传感器包括应变片、位移传感器、加速度传感器、光纤传感器等。
这些传感器具有精度高、可靠性强、稳定性好等优点，能够实时准确地监测桥梁结构的状态变化。
应变片是一种广泛应用于桥梁监测中的传感器，通过测量桥梁结构在荷载作用下的应变变化，来评估结构的受力情况。
位移传感器则用于测量桥梁结构的位移，如梁端位移、墩顶位移等，以了解结构的变形情况。
加速度传感器可以测量桥梁结构的振动加速度，从而分析结构的动力特性。
光纤传感器具有抗电磁干扰、耐腐蚀、精度高等优点，在桥梁监测中也得到了越来越多的应用。
2、数据采集与传输技术数据采集与传输系统负责将传感器采集到的数据进行收集、处理和传输。
目前，数据采集系统通常采用分布式或集中式架构，能够实现多通道、高速、同步的数据采集。
数据传输方式主要包括有线传输和无线传输两种。
有线传输方式如以太网、RS485 等，具有传输稳定、速度快等优点，但布线较为复杂。
无线传输方式如 WiFi、蓝牙、GPRS 等，具有安装方便、灵活性高等优点，但受信号强度和干扰等因素的影响较大。
为了提高数据采集和传输的可靠性，通常采用数据冗余、纠错编码、加密传输等技术手段，确保数据的完整性和安全性。
3、数据分析与处理技术采集到的桥梁监测数据需要进行有效的分析和处理，以提取有用的信息和特征。
数据分析与处理技术包括时域分析、频域分析、小波分析、神经网络分析等。
时域分析主要通过对监测数据的时间序列进行分析，如均值、方差、峰值等，来评估桥梁结构的状态。
通信技术在医疗健康监测中的应用与发展
通信技术在医疗健康监测中的应用与发展随着科技的不断进步，通信技术在各个领域都发挥着巨大的作用，尤其是在医疗健康监测中。
利用通信技术实现医疗健康监测的应用已经取得了显著的成果，并且在未来的发展中仍然有着广阔的应用前景。
本文将讨论通信技术在医疗健康监测中的应用与发展。
一、无线传感器网络技术在医疗健康监测中的应用无线传感器网络技术是一种将传感器节点通过无线方式互联的技术，它具有低成本、易部署、实时监测等特点，因此在医疗健康监测中有着广泛的应用。
1. 生理参数监测传统的健康监测需要患者到医院进行，效率低下且不便于实时监测。
而利用无线传感器网络技术，可以将传感器节点放置在患者身上，实时监测体温、心率、血氧饱和度等生理参数，并将数据通过无线方式传输到远程的医疗中心。
医生可以随时监测到患者的健康状况，及时采取相应的治疗措施。
2. 健康行为监测除了生理参数监测，无线传感器网络技术还可以用于健康行为监测。
例如，可以通过穿戴式传感器监测患者的运动情况、睡眠质量等健康行为，并通过无线方式将数据传输给医生或健康管理平台。
医生可以根据这些数据评估患者的健康状况，提供个性化的健康指导。
二、互联网与云计算在医疗健康监测中的应用互联网和云计算技术的发展，为医疗健康监测提供了更多的应用方式和可能性。
1. 远程医疗服务互联网和云计算技术使得远程医疗服务成为可能。
患者可以通过互联网与医生进行视频咨询，医生可以远程诊断患者的病情并提出治疗建议。
同时，利用云计算技术，医生可以将患者的电子病历、检查报告等数据存储在云端，随时随地进行查阅和分析。
2. 大数据分析随着医疗健康监测数据的不断积累，对这些数据进行分析成为了一项重要任务。
云计算技术可以提供强大的计算和存储能力，使得大数据分析成为可能。
通过对大数据的分析，可以发现潜在的健康问题、预测疾病的发展趋势，为个体化的健康管理提供支持。
三、人工智能在医疗健康监测中的应用人工智能技术的发展，为医疗健康监测带来了许多新的应用和工具。
无线传感器网络在健康监护与医疗领域的应用
无线传感器网络在健康监护与医疗领域的应用随着科技的不断发展，无线传感器网络在各个领域的应用也日益广泛，其中包括了健康监护与医疗领域。
无线传感器网络能够实时监测人体的生理参数，并将数据传输到医疗机构，为医生提供重要的参考信息，从而实现对患者的远程监护和及时诊断。
本文将探讨无线传感器网络在健康监护与医疗领域的应用，并对其优势和未来发展进行讨论。
首先，无线传感器网络在健康监护方面的应用已经取得了显著的成果。
传统的健康监护方式通常需要患者到医疗机构进行定期检查，而无线传感器网络可以实时监测患者的生理参数，如心率、血压、体温等，并将数据传输到医疗机构。
医生可以通过远程监护系统随时查看患者的健康状况，并及时采取措施。
这种方式不仅减轻了患者的负担，还能够提高医生的工作效率，实现对患者的个性化监护。
其次，无线传感器网络在医疗领域的应用也为诊断和治疗提供了新的手段。
通过无线传感器网络，医生可以获取患者的实时生理数据，并进行分析和判断。
例如，在心脏病患者中，无线传感器网络可以监测心电图和血氧饱和度等指标，及时发现异常情况并采取相应的治疗措施。
此外，无线传感器网络还可以用于药物的监测和控制，通过传感器实时监测患者的药物浓度，并调整药物剂量，从而提高治疗效果。
除了健康监护和医疗方面的应用，无线传感器网络还可以在疾病预防和公共卫生领域发挥重要作用。
通过无线传感器网络，可以实时监测环境中的空气质量、水质和噪音等指标，并将数据传输到相关部门进行分析和处理。
这样可以及时发现和预防疾病的爆发，保障公众的健康和安全。
然而，无线传感器网络在健康监护与医疗领域的应用还面临一些挑战和难题。
首先是数据的安全性和隐私保护问题。
无线传感器网络涉及到患者的个人隐私信息，如何保障数据的安全性和隐私不被泄露是一个重要的问题。
其次是传感器的可靠性和稳定性。
传感器需要长时间运行，并保持稳定的数据传输，因此需要解决能源管理和传感器网络的稳定性问题。
此外，无线传感器网络的成本也是一个考量因素，如何降低成本，使其更加普及和可行，也是一个需要解决的问题。
桥梁监测技术的现状与发展趋势
桥梁监测技术的现状与发展趋势桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，对于保障交通运输的安全和顺畅具有至关重要的作用。
随着科技的不断进步，桥梁监测技术也在不断发展和完善，为桥梁的安全运营提供了更加可靠的保障。
一、桥梁监测技术的现状（一）传感器技术传感器是桥梁监测系统的核心组成部分，用于采集桥梁的各种物理参数，如应变、位移、加速度、温度等。
目前，常用的传感器包括电阻应变片、光纤光栅传感器、压电式传感器、加速度传感器等。
这些传感器具有精度高、稳定性好、可靠性强等优点，能够满足桥梁监测的需求。
（二）数据采集与传输技术数据采集是将传感器采集到的信号转换为数字信号，并进行存储和处理的过程。
目前，数据采集系统通常采用分布式或集中式架构，具有多通道、高速、高精度等特点。
数据传输技术则包括有线传输和无线传输两种方式。
有线传输方式如以太网、RS485 等具有传输稳定、可靠性高的优点，但布线成本较高；无线传输方式如 WiFi、蓝牙、Zigbee 等则具有安装方便、灵活性强的特点，但传输距离和稳定性相对有限。
（三）数据分析与处理技术数据分析与处理是桥梁监测的关键环节，其目的是从大量的监测数据中提取有用的信息，评估桥梁的健康状况。
目前，常用的数据分析方法包括时域分析、频域分析、小波分析、模式识别等。
同时，人工智能技术如机器学习、深度学习等也逐渐应用于桥梁监测数据分析中，提高了数据分析的准确性和效率。
（四）健康监测系统桥梁健康监测系统是一个集成了传感器、数据采集与传输、数据分析与处理等功能的综合系统。
通过对桥梁结构的实时监测，可以及时发现桥梁的损伤和病害，为桥梁的维护和管理提供决策依据。
目前，许多大型桥梁都建立了健康监测系统，如香港的青马大桥、上海的南浦大桥等。
二、桥梁监测技术的发展趋势（一）多传感器融合技术单一类型的传感器往往存在局限性，无法全面反映桥梁的结构状态。
多传感器融合技术将不同类型的传感器数据进行融合，可以更准确、全面地获取桥梁的结构信息。
无线传感器网络在人体健康监测中的使用技巧
无线传感器网络在人体健康监测中的使用技巧随着科技的不断发展，无线传感器网络在人体健康监测中的应用越来越广泛。
无线传感器网络是由多个无线传感器节点组成的网络，可以实时收集和传输人体健康数据，为医疗工作者提供宝贵的信息。
本文将探讨无线传感器网络在人体健康监测中的使用技巧，并分析其优势和挑战。
一、无线传感器网络的优势1. 实时监测：无线传感器网络可以实时收集人体健康数据，如心率、血压、血氧饱和度等，医疗工作者可以及时了解患者的身体状况，做出相应的处理。
2. 便携性：传统的健康监测设备通常需要患者到医院进行监测，而无线传感器网络可以随时随地进行监测，患者可以在家中或者工作场所进行监测，减少了患者的负担。
3. 多样化的传感器：无线传感器网络可以连接多种传感器，可以监测多种人体健康指标，如体温、呼吸、运动等，为医疗工作者提供更全面的数据。
二、无线传感器网络的应用技巧1. 传感器的选择：在人体健康监测中，选择适合的传感器非常重要。
不同的传感器适用于不同的监测指标，医疗工作者需要根据具体情况选择合适的传感器。
2. 数据的准确性：无线传感器网络收集的数据对于医疗工作者来说非常重要，因此保证数据的准确性是至关重要的。
在使用传感器之前，需要进行校准和测试，确保数据的准确性。
3. 数据的隐私保护：人体健康数据属于敏感信息，需要进行严格的隐私保护。
在使用无线传感器网络进行监测时，需要采取相应的安全措施，确保数据不被非法获取或篡改。
4. 数据的分析和利用：无线传感器网络收集的数据量庞大，医疗工作者需要运用数据分析技术，提取有用的信息。
例如，通过数据分析可以发现患者的病情变化趋势，预测可能发生的健康问题。
三、无线传感器网络的挑战1. 能量消耗：无线传感器网络的节点通常由电池供电，能量消耗是一个重要的问题。
为了延长电池寿命，需要采取节能措施，如优化传输协议、降低传感器功耗等。
2. 信号干扰：无线传感器网络的信号容易受到干扰，影响数据的准确性。
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1 结构健康监测系统 结构健 康监 测系 统 ( S tructural H ea lth M on itoring)
指利用现场的无损 伤传感技 术, 通过包 括结 构响应 在 内的结构系统特性进行分析监测、评估, 以达到检测结 构损伤或者退化的目的。结构健康监测的一个目标就 是为大型结 构在 特殊 气候 或 运营 状况 严重 异 常时 发 出预警信号, 提早检 测出结构 的损 伤, 为结 构的维 护、 维修和管理决策提 供依据和 指导, 这是 个实 时的在 线 监测过程 [ 2]。
综合上述结果, 试验达成 对桥 梁进行 损伤 监测和 分析的预期目标。 4 结语
随着与我国经济发展迅 速, 交 通荷载 增长 变化很 快, 通行流量也超过设计要求, 导致不少桥梁在使用一 段时间后存在一定的缺陷和损伤。通过无线传感器网 络的建立, 利用静态测试 数据的传 感技术 和实 时动态 监测的信号来对桥梁结 构进行监 测和分 析, 可 以达到 桥梁结构的健康监测要 求, 对避免 桥梁使 用中 出现安
( 1) 应力观测。通过实 测数据 分析和理 论建模 分析, 得到强度校验系数 [ 5] , 即:
Kq=
e/
t
( 1)
其中, e 为试验测 得的 应力 差值; t 为理 论
应力差值。一般而言, 桥 梁结构 各点的 实测 应力差 均
小于理论计算值, 即满足桥梁结构强度要求, 否则不满
足设计要求。
( 2) 变 位 观 测。通 过 实测 变 形 和 理论 建 模 分
1 所示。
根据桥梁的结构形式和受力特点, 考虑对称作用, 分别在该桥以下位置布置静载, 如图 2所示。
根据现场试验采 集的数 据和 理论计 算的 结果 如 图 3所示。 3 2 动载试验
动力荷载试验的目的在于研究桥梁 结构的动力性 能, 该性能是判断桥梁运营状况和承载能力的重要指标 之一。通过 20 41 t的汽车 以 20km /h 的速 度对该 桥梁 进行动载实验, 采集到的数据与分析图如图 4所示。 3 3 试验结果与分析
通过对甘肃 省内 某 四跨 拱形 腹孔 双 曲连 拱 桥布 设无线传感器进行试验验证, 全桥为 4 32m。该桥的 桥面、腹拱、拱波、拱脚以及 桥台等 均出现 不同 程度的 损伤。对该桥布设无线传感器, 建设无线传感器网络, 对桥梁结构进行损伤监测和分析。合理布置传感器是 保证结构监测质量的前 提, 为了获 取桥梁 整体 的结构 信息, 在非常时期发布预 警; 对桥 梁的安 全性、承载能 力做出评估。针对背景工 程进行 的传感 器布 设方式。 由 31个应变传感器和 4 个加 速度 传感器 构成 一个无 线传感器网络。应力 - 应变 监测, 纵向振 动由 4个加 速度传感器实时监测。由于加速度信号有着高灵敏度 的特点, 测点与桥 面的 距离越 近, 加速 度信 号所 在的 频段越高, 量值也越大, 所以将加速度传感器布置在各 个截面的顶板位置。
[ 4 ] 孙晓辉. 浅析型钢混凝土结构节点连接 [ J] . 特种结构, 2007, ( 1).
[收稿日期 ] [作者简介 ]
2010- 09 - 30 洪金彪 ( 1988 - ) , 男, 长 春人, 助理 工程师, 从事 现代施工管理工作。
党星海等: 无线传感器网络在桥梁健康监测中的应用
75
对该桥梁进行准确 地识别 结构 损伤、建 立精确 的 修正模型, 进行整体的安全评定还面临着一定的困难, 因此, 该试验在进行在线评估的同时, 还结合了其它更 为细致的离线评估。
对静载试验数据进行整理和 演算, 分 析出, 在静荷 载作用范围 内的拱 肋应变 值偏大, 其 它拱 肋应变 值偏 小, 横向连接不能起到增强横截面整体刚度的作用。而 且, 相邻跨拱肋应变值偏小, 连拱效应不能得到体现。
[ 2 ] 肖辉, 李爱 群, 陈丽华, 杜德 润, 石启印. 钢 与混凝土组合 梁的 发展、研究和应用 [ J] . 特种结构, 2005, ( 1 ) .
[ 3 ] 韩林海; 陶忠. 钢管混凝土结构节点力学性能研究若干问 题探 讨 [ C ] / /中国钢结构协会钢 - 混凝土组合结构 分会第十 次年 会论文集, 2005.
5 结语 工程中通 过对 焊缝 的 质量 评定 和对 焊 接试 件 的
送样检测, 结构均为合格, 验证了用连接板代替直螺纹 连接器的连接方式, 既满足设计质量要求, 同时优化了 施工工艺, 保证了现场施工进度, 为今后在此类施工中 获取了宝贵的经验。
参考文献
[ 1 ] 梁威, 王昊; 我国型钢混凝土梁柱节 点构造综述 [ J] . 结 构工 程师, 2007, ( 4) .
74
低温 建 筑 技 术
2011年第 1期 (总第 151期 )
无线传感器网络在桥梁健康监测中的应用
党星海 1, 2, 陈元鹏 1
( 1 兰州理工大学土木工程学院, 兰州 730050; 2 甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室, 兰州 730050)
摘 要 阐述了结构健康监测系统的基本概念 和构成体 系。通过 无线传 感器网络 的建设, 对 桥梁结构 进
静载试验是在指定位置 对该 桥梁进 行加 载, 测试 静态荷载作用下肋拱的弯曲应变、扭转应变、桥梁控制 截面的应力增量。试验首 先进行 理论分 析, 在 试验前 计算出各控制截面的内力影响线, 进行静力加载计算, 然后根据计算结果与监 测数据进 行比较, 再结 合原施 工控制所获得 成桥 状态 恒 载应 力以 确定 桥 梁结 构的 实际工作状态与设计期 望值是否 相符, 并 判定 结构的 运营安全度。试验荷载按照桥梁的静力试验活载内力 与设计活载内 力之 比 不小 于 0 85、且 不大 于 1 05 的 原则确定 [ 4] 。
桥梁在营 运过 程中 不 可避 免地 会出 现 各种 损伤 现象, 使得结构承载力与 安全性 降低。全 国公 路桥梁 普查结果显示, 已有相当 一部分桥 梁存在 不同 程度的 损伤, 仅据 2003 年江苏交 通统计 年鉴显 示, 全 省由公 路部门管养的桥梁 中危 桥数即 达到 1307座。 国内外 近年来发生的如韩国圣水大桥、中国四川宜宾南门桥、 辽宁盘锦田台庄大桥等 一系列的 桥梁垮 塌事 故, 提醒 我们必须要重视桥梁的 定期健 康监测 与安全 评估 [ 1]。 无线传感器网络技术由于其自组织性、微结构性、低成 本、灵活性、监测精度高、可靠性高、安装维护成本低廉 等特点, 在结构健康监测 系统作为 一种新 型的 数据传 输方式正受到日益广泛的关注。
该桥梁结构 健康 监 测系 统的 传感 器 种类 相 对单 一, 分布范围也相对较集中, 只需在全桥范围内设立一 个数据采集工作站, 与各 个监测点 到工作 站间 的传输 网络构成数据采集系统。数据传输系统由二级网络系 统组成: 传感器与工作站的一级传输网络; 采集工作站 与监控中心的二级传输网络。数据处理与分析系统由 几台高性能计算机及相 关数据处 理软件 组成, 设在该 桥监控中心。该系统主要对所采集来的数据进行预处 理、二次处理、数据存储、数据显示等管理控制工作 [ 3] 。 3 无线传感器网络在桥梁结构健康监测中的验证 3 1 静载试验
136836N; = N /he lw = 136836 / ( 7 100 2 ) = 97 74N /
㎜ 2 < 153 N /㎜ 2; 满足设计及质量要求。 4 焊接注意事项
控制焊接变形, 采取相应 的预 热温度 及层 间温度 的控制措施, 实施多层多道焊, 每焊完一焊道后应及时 清理焊渣及表面飞溅, 发现影响焊接质量的缺陷时, 应 清除后方可再焊, 在连续 焊接过程 中应控 制焊 接区母 材温度, 使层间温度的上 下限符 合工 艺条件 要求。遇 有中断焊接作业的特殊情况, 应采取后热保温措施, 再 次焊接时, 应重新预热且 应高于 初始 预热温 度。焊后 清理及外观检查: 认真清 除焊缝 表面飞 溅、焊 渣, 焊缝 不得有咬边、气孔、裂纹、焊 瘤等缺 陷和焊 缝表 面存在 几何尺寸不定现象, 不得因切割连接板、刨除焊垫板等 工作而伤及母材, 连接板、引入、引出板、垫板刨除后的 表面应光滑平整。
行静载试验和动载试验, 利用静 态测试数据的传感技术和实时动态监测 的信号来 对结构损伤 部位进行 分析, 使无
线传感器监测系统满足结构的健康监测要求。
关键词 无线传感器网络; 桥梁结构健康监测; 损伤检测
中图分类号 TU 755 7
文献标识码 B
文章编号 1001- 6864( 2011) 01- 0074- 03
结构监测系统一般由以下几部分组成: ( 1) 传感系统。由传感器, 二次仪 表, 如加速 度 计、风速风向仪、位移 计、温度 计、应 变计、信 号放大 处
构设计规范, h f 1 5 t = 1 5 22= 8 5 ㎜; h f 1 2 14= 28 ㎜, 取焊缝焊脚尺寸 10 ㎜。两焊脚尺寸相等; 考 虑折减后焊缝设计强度 200 0 85 0 9 = 153N /㎜ 2; 焊 缝计算长度 he = 0 7h f = 7㎜; 焊缝长度 lw = 120- 2 10 = 100㎜; 梁 面 筋 抗拉 设 计 强 度值 N = 360 380 1 =
理器及连接介面等组成。 ( 2) 数据采集与处 理系统。采 集传感系 统的数
据并进行初步处理。 ( 3) 通讯系统。将采集 和处理 过的数据 传送到
监控中心。 ( 4) 监控中心。利用可 实现诊 断功能的 各种软
硬件 对接 收到的 数据 进行 诊断, 判断 损伤 的发 生、位 置, 对结构健康状况做出评估。 2 无线传感器网络的建设
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低温 建 筑 技 术
2011年第 1期 (总第 151期 )
图 4 动载试验实测数据
根据桥梁相 应部位 动应 变及加 速度 传感器 实测
结果, 采用随机波傅立叶变换分析方法, 得到该桥的幅 频曲线或功频曲线, 可以获得该桥的固有频率, 固有频 率最小值为第一固有 ( 自振 ) 频率, 用 跑车法对 余震进 行观测结果与随机波分 析完全吻 合, 实测 该桥 基频为 3 07H z。结构的刚度、强度以 及稳 定回复周期较长, 频 率小, 动力性能较差, 整体刚度不足。