DTU 產(chǎn)品在橋隧監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用

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(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(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，且估計每年有150-200座橋會倒塌;在英國，據(jù)報道也有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(fù)荷工作狀態(tài)，同時更多的舊有橋梁到達或即將到達設(shè)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(jīng)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(yīng)用科學(xué)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(xué)術(shù)界、工程界以及政府部門的廣泛認(rèn)同。

現(xiàn)代大跨徑橋梁在長期運營中,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)件強度發(fā)生衰減,進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影響橋梁上行駛的車輛安全,所以對橋梁結(jié)構(gòu)健康狀況進行長期、遠(yuǎn)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(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)中主要的部分就是橋梁應(yīng)力信號的采集控制,通過對橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)特點進行詳細(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,從而實現(xiàn)橋梁應(yīng)力數(shù)據(jù)的實時遠(yuǎn)程檢測監(jiān)控。

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、實時在線等優(yōu)點。另外GPRS計費方式更加靈活，支持按數(shù)據(jù)流量來進行計費;而且GPRS還能支持在進行數(shù)據(jù)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(jù)通信業(yè)務(wù)，GPRS的價格具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。目前，我國移動推出的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、包月等多種形式進一步降低GPRS通信的費用。