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浅谈结构健康监测系统的快速安排计划
宣布时间:2024-02-20 浏览次数:5758 来源:尊龙凯时人生就是博
桥梁、高层建筑等建筑物在使用历程中 ,在自然情况(如风荷载、海浪、地动等)、人的运动及设备振动等激励下会爆发振动 ,这是工程界的一个老问题。近年来建筑结构振动问题也频频泛起 ,引发社会关注。如 ,2021年深圳华强北赛格大厦因风、地铁运行及温度等多种因素耦合 ,泛起剧烈晃动 ;2020年鹦鹉洲长江大桥双向桥面因特定风况引起的上下波形晃动 ,都是结构在使用历程中受到外部荷载的影响泛起振动的情况。

建筑结构保存固有频率 ,当结构受到外部荷载影响或自己结构受损 ,会导致其振动频率爆发变革。当振动频率与结构物的固有频率相近 ,会爆发共振。振动轻者会影响人们正常生活、事情的舒适度 ,重者会影响生产的正常运行 ,更严重者会影响结构主体宁静 ,导致结构物损坏。因此 ,对结构物尤其是高层建筑、桥梁、大坝等重点结构物进行实时监测并形成都会建筑物宁静监测网 ,即时捕获建筑物的振动状态很是重要。特别是在遭受地动、工颐魅振动等情况后 ,可以为专家快速剖析提供判断依据 ,缩短政府决策时间和形成快速处理计划。

依托于加速度仪、地动仪等高灵敏度检测设备组成的结构健康监测系统(SHM) ,相比于古板的土木结构监测要领能够捕获更高的共振频率 ,同时通过传感器阵列能够对建筑结构损伤进行检测和定位 ,提供高精度的实时速度扰动结果。


结构健康监测·监测计划
凭据结构物情况的差别(如大坝结构 ,建筑高度) ,在传感器阵列布设的历程中 ,为解决供电和信号传输的需求 ,需要安排大宗线缆 ,给系统造价和现场实施带来一定的难度。

目前普遍使用的地动仪一般都具有多种通信接口 ,主要包括RS-232串口、Modem、RJ-45以太网口等接口 ,可直接用RS-232电缆现场连接 ,或使用调制解调器通过一个电信网络连接 ,或通过互联网会见强震仪的IP地点来建立盘算机与纪录仪之间的远程联系 ,并应用通信软件在纪录仪和盘算机之间传送文件 ,检察纪录仪的状态和信息、改变纪录仪参数等。在以太网电缆无法笼罩的偏远地方 ,没有公用通信网络 ,使用光纤来延长传输距离是目前最好的选择。

用金属铜线作为传输介质 ,标准的RS-232通信距离只有15m ,而双绞线在以太网接口间的传输距离也只有100m ,在结构监测中 ,这个距离远远不敷。如果接纳光纤通讯计划 ,通信距离可以抵达20km以上 ,但在简单结构建筑结构内使用保存性能过剩 ,且本钱较高的问题。而无线传感技术 ,在实际工程中 ,需要更多考虑其稳定性、时间同步、传输速度及实时性的问题。


IEEE 802.3cg 10BASE-T1L标准

在需要局部通信的建筑结构内 ,最新的IEEE 802.3cg 10BASE-T1L规范实现了以太网通信在远距离通信上的应用。

该标准支持通过一对双绞线在1,000米的距离内进行10Mbps全双工通信 ,实现了利用以太网进行两线制远距离通信的可能。随着电缆长度更长 ,设计人员可以扩展工业通信的规模 ,而无需增加系统重量或布线本钱。支持的电缆长度更长 ,还会提高短距离电缆的寿命 ,在电缆老化时不会影响传输质量。

IEEE 802.3cg-2019标准用于规范治理10BASE-T1L连接。这个单对以太网(SPE)媒介标准可实现10Mbps的通信速度 ,并支持通过长达1km的单条双绞线提供电源和传输数据。

以太网交换机ETH-T1L ?

基于10BASE-T1L新标准的立异以太网交换机ETH-T1L ? ,可以连接加速度计、纪录仪和其他数据集中型设备 ,实现多种数据纪录仪组网 ,并提供1200米以上距离的10MBps数据传输及供电。


  • 以太网供电(PoE) ,无需单独为 任何设备供电
  •  ?榧渥畛た纱1200m 电缆
  • 高性价比电缆
  • 减少装置时间
  • 无限扩展的网络提供了笼罩任何 距离的可能性



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加速度仪/烈度计

ela用于大规模的室内安排和室外装置。

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加速度仪(高动态)

albris紧凑型、全功效型的数字加速度仪。


ETH-T1L ?榻ü辜嗖饨饩黾苹

在建筑结构健康监测中 ,可以利用新型的10BASE-T1L连接实现系统的快速安排 ,从而利用装置在结构上的若干类型传感器来检测凌驾允许规模的性能参数 ,以及识别和验证结构行为。关于“盒状”建筑结构 ,其运动偏向主要为X轴平移、Y轴平移和X-Y扭转。


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在监测历程中 ,主要接纳单轴/双轴/三轴加速度仪 ,对建筑结构的平移、扭转、层间位移及响应谱等参数进行监测。


高层建筑计划

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由简单电源集中供电 ,形成标准的TCP/IP网络 (LAN)。高动态规模的加速度仪(albris)  ,在每个丈量点都有完整的数据纪录和存储冗余。单个GPS ?槲屑吐家翘峁┠擅刖鹊募剖。牢固电话或4G路由器为远程数据收罗、配置 ,以及任何通知提供互联网接入效劳。任何其他的TCP/IP设备 ,如盘算机、打印机等 ,也可以连接进来 ,添加到现有的LAN中。

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由简单电源集中供电 ,形成标准的TCP/IP网络 (LAN) ,这次的漫衍略有差别。低动态规模的加速度仪(ela)  ,在每个丈量点都有完整的数据纪录和存储冗余。在加速度仪(ela)的干接点继电器上 ,可基于网络上所有设备的表决逻辑爆发报警信号。单个GPS ?槲屑吐家翘峁┠擅刖鹊募剖。牢固电话或4G路由器为远程数据收罗、配置 ,以及任何通知提供互联网接入效劳。任何其他的TCP/IP设备 ,如盘算机、打印机等 ,也可以连接进来 ,添加到现有的LAN中。


大坝计划


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一个真正的树状拓扑 ,接纳高动态规模的加速度仪 (albris)  ,在每个丈量点都有完整的数据纪录和存储冗余。单个GPS ?槲屑吐家翘峁┠擅刖鹊募剖。牢固电话或4G路由器为远程数据收罗、配置 ,以及任何通知提供互联网接入效劳。任何其他的TCP/IP设备 ,如盘算机、打印机等 ,也可以连接进来 ,添加到现有的LAN中。


桥梁计划


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一个真正的总线拓扑 ,接纳两端供电和混淆动态规模加速度仪(albris和ela) ,在每个丈量点都有完整的数据纪录和存储冗余。在加速度仪(ela)的干接点继电器上 ,基于网络上所有设备的表决逻辑爆发报警信号。单个GPS ?槲屑吐家翘峁┠擅刖鹊募剖。牢固电话或4G路由器为远程数据收罗、配置 ,以及任何通知提供互联网接入效劳。任何其他的TCP/IP设备 ,如盘算机、打印机等 ,也可以连接进来 ,添加到现有的LAN中。


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2.5km长距离拓扑 ,接纳有中央供电和混淆动态规模加速度仪(albris和ela) ,在每个丈量点都有完整的数据纪录和存储冗余。单个GPS ?槲屑吐家翘峁┠擅刖鹊募剖。牢固电话或4G路由器为远程数据收罗、配置 ,以及任何通知提供互联网接入效劳。任何其他的TCP/IP设备 ,如盘算机、打印机等 ,也可以连接进来 ,添加到现有的LAN中。


GeoSMART结构健康监测软件

GeoSMART是一款立异的图形应用程序 ,它为土木工程结构提供实时结构健康监测。具有“智能”特性的GeoSMART可以监测和显示结构的状态。


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  • 任何结构实时状态的3D显示。
  • 交互式缩放、旋转、平移、可见性和投影。
  • 实时交互式地图上的多个结构。
  • 实时连续的数据收罗和处理。
  • 基于滑动窗口的连续频率剖析:振幅、频谱图和反应谱。
  • 平移和旋转中的刚体运动。
  • 非仪器区域的插值。
  • 层间漂移比和扭转。
  • 凌驾预界说的阈值水平或曲线。



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面对日益强烈的宁静性需求 ,建筑结构宁静监测的研究与实践愈发重要 =哟尊龙凯时人生就是博一起探索结构健康监测系统的未来生长与应用。


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