在线健康监测系统阶段报告1.docx
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在线健康监测系统阶段报告1
东营黄河公路大桥主桥
在线健康监测系统阶段报告
哈尔滨工业大学
2007年5月
第一章在线健康监测系统运行概况
山东东营大桥结构健康监测系统，自2006年8月至2007年4月份合计运营9个月。
其中出现问题3次。
第1次出现问题主要是因为DDNS服务商Oray对DDNS协议进行了升级所引起的；第2次因雷雨突然断电，导致系统当机；第3次因数据存储满后，系统溢出。
针对上述几种问题，为保证山东东营大桥结构健康监测系统正常运营，建议如下：
1.购买花生壳专业服务
费用：
100元/年
花生壳专业用户与标准用户区分表
项目
花生壳标准用户
花生壳专业用户
花生壳客户端
花生壳3.5纯净版
心跳包60秒刷新一次
花生壳3.5纯净版
心跳包30秒刷新一次，更加稳定和及时
花生壳服务器端
每花生壳服务器允许10万用户并发，采用排队机制，登陆速度一般。
花生壳标准服务拓扑图
每花生壳服务器只允许1万用户并发，登陆更加快速和稳定。
花生壳专业服务拓扑图
域名解析DNS
和
和
标准级免费域名
10个/每护照
提供A、CName记录设置，不提供MX、URL转发、离线跳转设置。
10个/每护照
提供A、MX、CName记录、URL转发，不提供离线跳转设置
专业级免费域名
无
2个/每护照（可添加10个四级域名）
2.大桥供电线路改进
针对大桥突然断电问题，目前中控室已经安装有UPS，UPS的主要功能如下：
1）应急使用，防止突然断电而影响正常工作，给计算机造成损害；
2）消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电线噪声和频率偏移等“电源污染”，
改善电源质量，为计算机系统提供高质量的电源。
目前我们采用的UPS断电后的持续供电时间为10分钟，而大桥断电时间不可预估。
因此，为了保证系统稳定运行，建议业主改进桥梁供电线路，避免断电事故发生。
3.对系统单独提供网络
目前系统的网络和监控室中人员的上网都采用的一条线路。
建议将系统网络和监控室上网隔离开，减少因带宽、病毒所导致的网络问题。
4.数据备份及软件系统升级
系统运行3个月后，应及时对系统数据进行备份。
并对系统软件进行如下升级服务：
1）改变存储策略：
采取分时段存储的方法，1天分8个时段存储，每个时段存储15分钟。
2）改进数据处理方法：
采用数据压缩算法对实时采集的数据进行实时压缩。
数据后处理和计算分析时，采用已开发的配套软件进行解压缩，还原成可用数据格式。
第二章内力测量及数据分析
一光纤光栅传感器布设测面及测点概述
原离线监测主要针对施工监控、荷载试验及运营初期健康监测，对主桥的薄壁墩竖向应力、箱梁纵、横、竖三向应力、箱梁剪力滞效应、预应力交错区应力状态、锚下主应力及箱梁温度场等均根据施工工况，进行了定期、分阶段的测量，共在单幅桥中设置30个内力监测面（全桥60个），该桥所有内力监测面纵向分布如图1所示，纵向应力应变测点布置如图2所示，温度测点布置如图3所示。
本报告着重分析在线健康监测系统采集到的主要内力控制面、关键受力点的应力时程情况。
图1内力监测位置纵向分布图
图2纵向增应力测点布置图图3温度及温度补偿测点布置图
二内力控制面应力时程
2007年1-4月，两幅桥中主要内力控制面顶板、底板及腹板形心轴位置的应力时程分别如以下各图所示（按从上游幅桥到下游幅桥、从南到被的顺序列出），压应力为负，单位为MPa。
每幅图中，横坐标为各月日期（见图上方黑线）。
为了方便起见，每测面的应力时程均进行了统计分析，列出了各月的最大值，最小值及均值。
1、上游幅桥7测面
月份
统计值
顶板
形心
底板
1
最大值
-11.6292
-13.4973
-27.8394
最小值
-10.6609
-12.4248
-26.6477
平均值
-10.9961
-12.9925
-27.381
2
最大值
-9.79698
-10.399
-25.1283
最小值
-9.0224
-10.0117
-24.2346
平均值
-9.27646
-10.2531
-24.6355
3
最大值
-9.7225
\
-24.741
最小值
-7.29448
\
-21.1065
平均值
-8.63308
\
-23.2573
4
最大值
-8.88833
\
-23.7579
最小值
-7.69667
\
-22.0896
平均值
-8.31946
\
-23.0183
2、上游幅桥12测面
月份
统计值
顶板
形心
底板
2
最大值
-10.2193
\
-27.9732
最小值
-9.93625
\
-27.1391
平均值
-10.1069
\
-27.6155
3
最大值
-10.3086
\
-27.8541
最小值
-8.37219
\
-24.6664
平均值
-9.34873
\
-26.308
4
最大值
-9.28083
\
-26.7965
最小值
-8.84885
\
-25.3367
平均值
-9.00453
\
-25.9647
3、上游幅桥补6测面
月份
统计值
顶板
形心
底板
1
最大值
\
\
-29.4333
最小值
\
\
-27.4969
平均值
\
\
-28.6546
2
最大值
\
\
-26.2158
最小值
\
\
-24.4581
平均值
\
\
-25.2241
3
最大值
\
\
-25.7988
最小值
\
\
-21.0619
平均值
\
\
-23.7689
4
最大值
\
\
-24.3688
最小值
\
\
-22.1642
平均值
\
\
-23.3491
4、上游幅桥补8测面
月份
统计值
顶板
形心
底板
1
最大值
-13.7898
-19.1598
-22.5435
最小值
-12.896
-17.7
-20.9944
平均值
-13.2868
-18.463
-21.8345
2
最大值
\
-16.6275
-19.2963
最小值
\
-15.5848
-18.3131
平均值
\
-15.9592
-18.6605
3
最大值
\
-16.6275
-19.2069
最小值
\
-13.5887
-15.3935
平均值
\
-15.2286
-17.5826
4
最大值
\
-15.9125
-18.1046
最小值
\
-14.4229
-16.5256
平均值
\
-15.1368
-17.3678
5、下游幅桥12测面
月份
统计值
顶板
形心
底板
1
最大值
\
\
-23.9811
最小值
\
\
-22.2085
平均值
\
\
-23.3668
2
最大值
\
\
-21.0765
最小值
\
\
-19.3187
平均值
\
\
-20.1731
3
最大值
\
\
-23.1917
最小值
\
\
-16.28
平均值
\
\
-20.1637
4
最大值
\
\
-19.9146
最小值
\
\
-17.8887
平均值
\
\
-19.0794
6、下游幅桥补6测面
月份
统计值
顶板
形心
底板
1
最大值
-10.4406
-14.5796
-26.0371
最小值
-8.76229
-13.3283
-23.907
平均值
-9.48403
-13.9521
-25.044
2
最大值
-7.10389
-11.1833
-21.2108
最小值
-4.86951
-9.75333
-19.3637
平均值
-6.01772
-10.4513
-20.3278
3
最大值
-9.22903
-13.3879
-23.8772
最小值
-3.0125
-7.66792
-16.5484
平均值
-6.0398
-10.338
-20.132
4
最大值
-5.92215
-9.84271
-19.9
最小值
-3.80694
-8.47229
-18.0827
平均值
-4.87958
-9.14106
-19.0748
7、下游幅桥17测面
月份
统计值
顶板
形心
底板
1
最大值
\
\
-18.7287
最小值
\
\
-17.2987
平均值
\
\
-18.2261
2
最大值
\
\
-16.1071
最小值
\
\
-14.8856
平均值
\
\
-15.4506
3
最大值
\
\
-18.1627
最小值
\
\
-12.8002
平均值
\
\
-15.426
4
最大值
\
\
-14.975
最小值
\
\
-13.694
平均值
\
\
-14.3903
8、下游幅桥20测面
月份
统计值
顶板
形心
底板
1
最大值
-18.0692
\
-17.605
最小值
-16.7881
\
-15.609
平均值
-17.4884
\
-16.7266
2
最大值
-14.7921
\
-14.6258
最小值
-13.1535
\
-12.883
平均值
-13.9536
\
-13.8448
3
最大值
-17.0562
\
-16.9049
最小值
-10.6212
\
-10.9019
平均值
-13.8146
\
-13.9137
4
最大值
-13.3025
\
-14.2534
最小值
-11.5448
\
-12.168
平均值
-12.4334
\
-13.0405
9、下游幅桥补8测面
月份
统计值
顶板
形心
底板
1
最大值
-16.7094
\
-25.8206
最小值
-15.1006
\
-24.4502
平均值
-15.8228
\
-25.2821
2
最大值
-12.9854
\
-23.05
最小值
-10.6915
\
-21.7392
平均值
-11.9411
\
-22.321
3
最大值
-15.339
\
-25.1354
最小值
-8.09958
\
-18.2535
平均值
-11.788
\
-22.3235
4
最大值
-11.3469
\
-21.9179
最小值
-8.99333
\
-20.1304
平均值
-10.2261
\
-21.2894
三应力时程数据分析
在2007年1-4月期间，上游幅桥7测面最大压应力值为-27.839MPa（底板），上游幅桥12测面最大压应力值为-27.973MPa（底板），上游幅桥补6测面最大压应力值为-29.433MPa（底板），上游幅桥补8测面最大压应力值为-22.543MPa（底板）；下游幅桥12测面最大压应力值为-23.981MPa（底板），下游幅桥补6测面最大压应力值为-26.037MPa（底板），下游幅桥17测面最大压应力值为-18.729MPa（底板），下游幅桥20测面最大压应力值为-18.069MPa（顶板），下游幅桥补8测面最大压应力值为-25.821MPa（底板），各测面均无拉应力出现。
应力时程曲线中大的波浪线主要为季节及日照温差所致，剧烈跳动的竖向波动线主要为车辆荷载引起。
以上各测面的压应力最大值均小于该桥主梁55#混凝土在正常使用条件下的标准抗压强度-38.5MPa，同时没有拉应力出现，说明该段运营期间内该桥受力控制部位的应力状态处于安全、合理、正常的范围内。
第三章模态测量及数据分析
东营黄河大桥加速度传感器布置如图4所示，两幅桥中共布设了28个竖向加速度传感器及2个横向加速度传感器。
图4加速度传感器布置图
2007年1-3月份，两幅桥前5阶模态如图5所示。
前7阶模态三维时程图如图6所示。
图52007年1-3月份上下游幅桥前5阶模态频率时程图
图6上下游幅桥前7阶模态三维时程图
从两幅桥的频率时程曲线可以看出，各频率时程曲线基本都为一条平缓的水平线。
可以看出结构各阶模态的频率较为恒定，受季节温度变化及车辆影响较小。
说明结构刚度在此期间没有退化，结构未出明显的损伤现象；两幅桥整体刚度大小及刚度分布规律均十分相似。
同时也表明，该振动监测系统运行稳定、准确、正常。
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