分析大型桥梁地震安全性在线监测与评估系统应用

作者：吴勇

来源：《大科技·C版》2018年第05期

摘 要：随着交通行业的快速发展，现代交通中出现了许多的桥梁工程，特别是一些大型桥梁工程在应用过程中，其安全性会受到多方面因素的影响。为了实现大型桥梁安全性的监控，應当将在线监测与评估系统合理的应用到大型桥梁地震安全监测中。 关键词：大型桥梁；在线监测；地震安全性

中图分类号：U442.55 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）14-0146-02

大型桥梁在长期应用过程中，因为老化、荷载、腐蚀等各种不同因素的影响，将会导致桥梁工程的结构发生老化，在日常工作中，应当对大型桥梁在具体应用过程中出现的各项问题进行监测，这也是桥梁健康监测（地震安全在线监测与评估系统）系统在具体应用过程的主要服务对象。

1 分析桥梁健康监测系统的功能

系统在具体应用过程中，通过布置在大型桥梁关键节点上的力平衡式加速度传感器，完成对桥梁具体振动情况的在线监测，并且能够针对发生的地震事件进行报警，然后针对大桥在应用过程中，遇到的地震事件的安全性情况展开相应的评估，系统的具体功能如图1所示。 1.1 用户管理

依据不同用户的具体需求，对权限进行合理划分，针对不同用户显示指定的内容，以及相应的操作。 1.2 采集数据

利用中国地震局制定的统一结构制定数据表，对软件端口进行合理编写，对桥梁实施振动形成的各项数据内容进行采集，并且要完成相应的存储工作，以便日后应用[1]。 1.3 实时报警

对桥梁振动数据进行实时计算分析，在对系统进行具体应用过程中，应当依据预先设定的具体阈值，针对桥梁运行过程中可能出现的撞击、地震等各项事件进行报警，从而使相关的工作人员对桥梁的具体情况能够有一个全面了解。 1.4 数据分析

采用Java语言编写相应的程序，完成对桥梁振动数据的科学处理与分析，实现对桥梁损失指标情况的具体计算，同时在该过程中，要做好相应的数据结构设计，同时，应当对MySQL数据库进行应用，完成对最终分析结果的存储。 1.5 桥梁仿真

通过对桥梁仿真技术进行合理应用，针对桥的规模、规模、所在位置，构建三维有限元模型，得到结构振型及模态，同时在该过程中，应当与相应的控件相结合，从而实现三维直观显示，并且设定地震动或实际地震记录信息，完成相应的输入，最终对桥梁地震响应的计算，实现对大型桥梁在具体应用过程中，抵抗地震能力的准确预测[2]。 1.6 安全评估

在充分结数据分析最终结果，以及大桥在应用过程中，地震响应仿真的实际结果，对桥梁地震安全性的具体情况，进行综合评估。 2 系统在具体应用过程中不同模块发挥的作用 2.1 用户管理模块的作用

用户管理模块在是应用过程中具多个服务对象，并且不同的服务对象的需求也会有所不同，因此，应当依据需求不同，划分出多种不同权限的用户，主要包括的用户如下： （1）普通用户，其只能对数据进行浏览，不断对数据进行修改。

（2）科研部门用户，其不仅可以对各项数据进行浏览，而且可以数据分析，并且对桥梁进行合理仿真。

（3）管理部门用户，具有实施报警权限。

（4）超级用户，其权限可以看作“无限大”，并且能够对其它用户进行管理。

在具体操作过程中，用户利用账户和密码进行登录，登录成功后获取相应的权限，依据自身具有的权限，获取相应的菜单，通过编写标签，获取相应的显示菜单，从而得到相应权限，完成相应的操作。

2.2 采集数据模块的作用

模块的编写通过Java语言进行编写，利用网络化技术，完成对桥梁中关键节点振动数据信息内容的汇集，并且完成相应的传输工作，通过该模块，能够完成大型桥梁在遭受地震时，对各项数据内容的收集，从而为日后各项动作的进行提供相应的数据支持。 2.3 报警模块的作用

依据大型桥梁所在所在区域地质条件的具体情况，完成对桥址自由场地，或主塔基础处峰值加速度的地震报警阈值，对于该位置的具体振动幅值等各项内容，可以利用Java语音实现，同时在该过程中可以通过JavaScript完成报警，针对大型桥梁在具体运行过程中可能遭遇到的地震时间进行动态监测，并且完成相应的识别。 2.4 数据分析模块的作用

针对桥梁工程监测过程中应用的各项数据，可以采用不同的方法进行分析。从实际分析情况来看，采用不同的分析方法可以获取到不同的指标，通过各项指标能够准确反映大型桥梁结构的具体健康情况[3]。 2.5 桥梁仿真模块的作用

通过对桥梁仿真模块进行应用，能够显示模态振型三维。除此之外，通过对该模块进行应用，可以向模块中输入相应的预设地震波或自定义地震波，完成对桥梁快速仿真，同时也可以对大型桥梁在具体应用过程中，受到损伤的情况下，完成对地震将具体性能的预测，以免造成较大的经济损失，以及人员伤亡。 2.6 安全评估模块的作用

监测系统在具体应用过程中，可以通过不同的指标反应桥梁结构的实际情况，如果仅依靠单一指标的损伤和识别方法，系统应用期间，可能会出现漏判或误判的情况，这会使识别的可靠性降低。因此，系统运行期间，融合多个指标，从而提高系统识别的精准度，完成对桥梁结构安全性的科学评估。

3 系统在具体应用过程中体现的功能

将系统应用到大型桥梁地震安全性分析中，能够发挥出如下功能：

（1）对大型桥梁的振动情况进行实时记录，并且要分析好相应的振动数据，从而为地震事件提供相应的报警信息。

（2）提供多个不同损伤指标数据，依据每个指标结果，对结构的具体状态情况进行准确反应。

（3）通过三维直观对结构动力特征的具体情况进行直观显示，同时在该过程中，应当快速仿真结构地震响应，实现对桥梁具体情况的准确判断。

（4）合理的融合多个损失指标，同时，结合桥梁快速地震相应仿真的具体结果，科学评估桥的地震安全性。 4 结束语

现代桥梁工程逐渐向大规模方向发展，同时桥梁在应用过程中经常需要承受较大荷载，这会导致桥梁结构存在薄弱环节，容易引起安全事故。因此，应当对桥梁健康监测系统进行应用，及时发现大型桥梁存在的薄弱点，为桥梁加固提供相应的科学依据。 参考文献

[1]惠迎新，台玉吉，王克海，等.跨断层桥梁抗震设防启示及建议[J].世界地震工程，2017，33（02）：192～198.

[2]夏 伟，郑报文.拱梁刚度比对梁拱组合桥地震响应的影响研究[J].工程与建设，2015，29（06）：820～822.

[3]雷虎军，李小珍.拟静力分量对列车-轨道-桥梁系统地震响应的影响[J].西南交通大学学报，2015，50（01）：124～130+136. 收稿日期：2018-4-13