分析大型橋梁地震安全性在線監(jiān)測與評估系統(tǒng)應(yīng)用

摘 要：隨著交通行業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)代交通中出現(xiàn)了許多的橋梁工程，特別是一些大型橋梁工程在應(yīng)用過程中，其安全性會受到多方面因素的影響。為了實(shí)現(xiàn)大型橋梁安全性的監(jiān)控，應(yīng)當(dāng)將在線監(jiān)測與評估系統(tǒng)合理的應(yīng)用到大型橋梁地震安全監(jiān)測中。

關(guān)鍵詞：大型橋梁；在線監(jiān)測；地震安全性

中圖分類號：U442.55 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）14-0146-02

大型橋梁在長期應(yīng)用過程中，因?yàn)槔匣?、荷載、腐蝕等各種不同因素的影響，將會導(dǎo)致橋梁工程的結(jié)構(gòu)發(fā)生老化，在日常工作中，應(yīng)當(dāng)對大型橋梁在具體應(yīng)用過程中出現(xiàn)的各項問題進(jìn)行監(jiān)測，這也是橋梁健康監(jiān)測（地震安全在線監(jiān)測與評估系統(tǒng)）系統(tǒng)在具體應(yīng)用過程的主要服務(wù)對象。

1 分析橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的功能

系統(tǒng)在具體應(yīng)用過程中，通過布置在大型橋梁關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上的力平衡式加速度傳感器，完成對橋梁具體振動情況的在線監(jiān)測，并且能夠針對發(fā)生的地震事件進(jìn)行報警，然后針對大橋在應(yīng)用過程中，遇到的地震事件的安全性情況展開相應(yīng)的評估，系統(tǒng)的具體功能如圖1所示。

1.1 用戶管理

依據(jù)不同用戶的具體需求，對權(quán)限進(jìn)行合理劃分，針對不同用戶顯示指定的內(nèi)容，以及相應(yīng)的操作。

1.2 采集數(shù)據(jù)

利用中國地震局制定的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)制定數(shù)據(jù)表，對軟件端口進(jìn)行合理編寫，對橋梁實(shí)施振動形成的各項數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行采集，并且要完成相應(yīng)的存儲工作，以便日后應(yīng)用[1]。

1.3 實(shí)時報警

對橋梁振動數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時計算分析，在對系統(tǒng)進(jìn)行具體應(yīng)用過程中，應(yīng)當(dāng)依據(jù)預(yù)先設(shè)定的具體閾值，針對橋梁運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的撞擊、地震等各項事件進(jìn)行報警，從而使相關(guān)的工作人員對橋梁的具體情況能夠有一個全面了解。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Java語言編寫相應(yīng)的程序，完成對橋梁振動數(shù)據(jù)的科學(xué)處理與分析，實(shí)現(xiàn)對橋梁損失指標(biāo)情況的具體計算，同時在該過程中，要做好相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計，同時，應(yīng)當(dāng)對MySQL數(shù)據(jù)庫進(jìn)行應(yīng)用，完成對最終分析結(jié)果的存儲。

1.5 橋梁仿真

通過對橋梁仿真技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，針對橋的規(guī)模、規(guī)模、所在位置，構(gòu)建三維有限元模型，得到結(jié)構(gòu)振型及模態(tài)，同時在該過程中，應(yīng)當(dāng)與相應(yīng)的控件相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)三維直觀顯示，并且設(shè)定地震動或?qū)嶋H地震記錄信息，完成相應(yīng)的輸入，最終對橋梁地震響應(yīng)的計算，實(shí)現(xiàn)對大型橋梁在具體應(yīng)用過程中，抵抗地震能力的準(zhǔn)確預(yù)測[2]。

1.6 安全評估

在充分結(jié)數(shù)據(jù)分析最終結(jié)果，以及大橋在應(yīng)用過程中，地震響應(yīng)仿真的實(shí)際結(jié)果，對橋梁地震安全性的具體情況，進(jìn)行綜合評估。

2 系統(tǒng)在具體應(yīng)用過程中不同模塊發(fā)揮的作用

2.1 用戶管理模塊的作用

用戶管理模塊在是應(yīng)用過程中具多個服務(wù)對象，并且不同的服務(wù)對象的需求也會有所不同，因此，應(yīng)當(dāng)依據(jù)需求不同，劃分出多種不同權(quán)限的用戶，主要包括的用戶如下：

（1）普通用戶，其只能對數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽，不斷對數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。

（2）科研部門用戶，其不僅可以對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽，而且可以數(shù)據(jù)分析，并且對橋梁進(jìn)行合理仿真。

（3）管理部門用戶，具有實(shí)施報警權(quán)限。

（4）超級用戶，其權(quán)限可以看作“無限大”，并且能夠?qū)ζ渌脩暨M(jìn)行管理。

在具體操作過程中，用戶利用賬戶和密碼進(jìn)行登錄，登錄成功后獲取相應(yīng)的權(quán)限，依據(jù)自身具有的權(quán)限，獲取相應(yīng)的菜單，通過編寫標(biāo)簽，獲取相應(yīng)的顯示菜單，從而得到相應(yīng)權(quán)限，完成相應(yīng)的操作。

2.2 采集數(shù)據(jù)模塊的作用

模塊的編寫通過Java語言進(jìn)行編寫，利用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，完成對橋梁中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)振動數(shù)據(jù)信息內(nèi)容的匯集，并且完成相應(yīng)的傳輸工作，通過該模塊，能夠完成大型橋梁在遭受地震時，對各項數(shù)據(jù)內(nèi)容的收集，從而為日后各項動作的進(jìn)行提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持。

2.3 報警模塊的作用

依據(jù)大型橋梁所在所在區(qū)域地質(zhì)條件的具體情況，完成對橋址自由場地，或主塔基礎(chǔ)處峰值加速度的地震報警閾值，對于該位置的具體振動幅值等各項內(nèi)容，可以利用Java語音實(shí)現(xiàn)，同時在該過程中可以通過JavaScript完成報警，針對大型橋梁在具體運(yùn)行過程中可能遭遇到的地震時間進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，并且完成相應(yīng)的識別。

2.4 數(shù)據(jù)分析模塊的作用

針對橋梁工程監(jiān)測過程中應(yīng)用的各項數(shù)據(jù)，可以采用不同的方法進(jìn)行分析。從實(shí)際分析情況來看，采用不同的分析方法可以獲取到不同的指標(biāo)，通過各項指標(biāo)能夠準(zhǔn)確反映大型橋梁結(jié)構(gòu)的具體健康情況[3]。

2.5 橋梁仿真模塊的作用

通過對橋梁仿真模塊進(jìn)行應(yīng)用，能夠顯示模態(tài)振型三維。除此之外，通過對該模塊進(jìn)行應(yīng)用，可以向模塊中輸入相應(yīng)的預(yù)設(shè)地震波或自定義地震波，完成對橋梁快速仿真，同時也可以對大型橋梁在具體應(yīng)用過程中，受到損傷的情況下，完成對地震將具體性能的預(yù)測，以免造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，以及人員傷亡。

2.6 安全評估模塊的作用

監(jiān)測系統(tǒng)在具體應(yīng)用過程中，可以通過不同的指標(biāo)反應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，如果僅依靠單一指標(biāo)的損傷和識別方法，系統(tǒng)應(yīng)用期間，可能會出現(xiàn)漏判或誤判的情況，這會使識別的可靠性降低。因此，系統(tǒng)運(yùn)行期間，融合多個指標(biāo)，從而提高系統(tǒng)識別的精準(zhǔn)度，完成對橋梁結(jié)構(gòu)安全性的科學(xué)評估。

3 系統(tǒng)在具體應(yīng)用過程中體現(xiàn)的功能

將系統(tǒng)應(yīng)用到大型橋梁地震安全性分析中，能夠發(fā)揮出如下功能：

（1）對大型橋梁的振動情況進(jìn)行實(shí)時記錄，并且要分析好相應(yīng)的振動數(shù)據(jù)，從而為地震事件提供相應(yīng)的報警信息。

（2）提供多個不同損傷指標(biāo)數(shù)據(jù)，依據(jù)每個指標(biāo)結(jié)果，對結(jié)構(gòu)的具體狀態(tài)情況進(jìn)行準(zhǔn)確反應(yīng)。

（3）通過三維直觀對結(jié)構(gòu)動力特征的具體情況進(jìn)行直觀顯示，同時在該過程中，應(yīng)當(dāng)快速仿真結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對橋梁具體情況的準(zhǔn)確判斷。

（4）合理的融合多個損失指標(biāo)，同時，結(jié)合橋梁快速地震相應(yīng)仿真的具體結(jié)果，科學(xué)評估橋的地震安全性。

4 結(jié)束語

現(xiàn)代橋梁工程逐漸向大規(guī)模方向發(fā)展，同時橋梁在應(yīng)用過程中經(jīng)常需要承受較大荷載，這會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)存在薄弱環(huán)節(jié)，容易引起安全事故。因此，應(yīng)當(dāng)對橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，及時發(fā)現(xiàn)大型橋梁存在的薄弱點(diǎn)，為橋梁加固提供相應(yīng)的科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]惠迎新，臺玉吉，王克海，等.跨斷層橋梁抗震設(shè)防啟示及建議[J].世界地震工程，2017，33（02）：192～198.

[2]夏 偉，鄭報文.拱梁剛度比對梁拱組合橋地震響應(yīng)的影響研究[J].工程與建設(shè)，2015，29（06）：820～822.

[3]雷虎軍，李小珍.擬靜力分量對列車-軌道-橋梁系統(tǒng)地震響應(yīng)的影響[J].西南交通大學(xué)學(xué)報，2015，50（01）：124～130+136.

收稿日期：2018-4-13