分析大型橋梁地震安全性在線監測與評估系統應用

摘 要：隨著交通行業的快速發展，現代交通中出現了許多的橋梁工程，特別是一些大型橋梁工程在應用過程中，其安全性會受到多方面因素的影響。為了實現大型橋梁安全性的監控，應當將在線監測與評估系統合理的應用到大型橋梁地震安全監測中。

關鍵詞：大型橋梁；在線監測；地震安全性

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

大型橋梁在長期應用過程中，因為老化、荷載、腐蝕等各種不同因素的影響，將會導致橋梁工程的結構發生老化，在日常工作中，應當對大型橋梁在具體應用過程中出現的各項問題進行監測，這也是橋梁健康監測（地震安全在線監測與評估系統）系統在具體應用過程的主要服務對象。

1 分析橋梁健康監測系統的功能

系統在具體應用過程中，通過布置在大型橋梁關鍵節點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測，并且能夠針對發生的地震事件進行報警，然后針對大橋在應用過程中，遇到的地震事件的安全性情況展開相應的評估，系統的具體功能如圖1所示。

1.1 用戶管理

依據不同用戶的具體需求，對權限進行合理劃分，針對不同用戶顯示指定的內容，以及相應的操作。

1.2 采集數據

利用中國地震局制定的統一結構制定數據表，對軟件端口進行合理編寫，對橋梁實施振動形成的各項數據內容進行采集，并且要完成相應的存儲工作，以便日后應用[1]。

1.3 實時報警

對橋梁振動數據進行實時計算分析，在對系統進行具體應用過程中，應當依據預先設定的具體閾值，針對橋梁運行過程中可能出現的撞擊、地震等各項事件進行報警，從而使相關的工作人員對橋梁的具體情況能夠有一個全面了解。

1.4 數據分析

采用Java語言編寫相應的程序，完成對橋梁振動數據的科學處理與分析，實現對橋梁損失指標情況的具體計算，同時在該過程中，要做好相應的數據結構設計，同時，應當對MySQL數據庫進行應用，完成對最終分析結果的存儲。

1.5 橋梁仿真

通過對橋梁仿真技術進行合理應用，針對橋的規模、規模、所在位置，構建三維有限元模型，得到結構振型及模態，同時在該過程中，應當與相應的控件相結合，從而實現三維直觀顯示，并且設定地震動或實際地震記錄信息，完成相應的輸入，最終對橋梁地震響應的計算，實現對大型橋梁在具體應用過程中，抵抗地震能力的準確預測[2]。

1.6 安全評估

在充分結數據分析最終結果，以及大橋在應用過程中，地震響應仿真的實際結果，對橋梁地震安全性的具體情況，進行綜合評估。

2 系統在具體應用過程中不同模塊發揮的作用

2.1 用戶管理模塊的作用

用戶管理模塊在是應用過程中具多個服務對象，并且不同的服務對象的需求也會有所不同，因此，應當依據需求不同，劃分出多種不同權限的用戶，主要包括的用戶如下：

（1）普通用戶，其只能對數據進行瀏覽，不斷對數據進行修改。

（2）科研部門用戶，其不僅可以對各項數據進行瀏覽，而且可以數據分析，并且對橋梁進行合理仿真。

（3）管理部門用戶，具有實施報警權限。

（4）超級用戶，其權限可以看作“無限大”，并且能夠對其它用戶進行管理。

在具體操作過程中，用戶利用賬戶和密碼進行登錄，登錄成功后獲取相應的權限，依據自身具有的權限，獲取相應的菜單，通過編寫標簽，獲取相應的顯示菜單，從而得到相應權限，完成相應的操作。

2.2 采集數據模塊的作用

模塊的編寫通過Java語言進行編寫，利用網絡化技術，完成對橋梁中關鍵節點振動數據信息內容的匯集，并且完成相應的傳輸工作，通過該模塊，能夠完成大型橋梁在遭受地震時，對各項數據內容的收集，從而為日后各項動作的進行提供相應的數據支持。

2.3 報警模塊的作用

依據大型橋梁所在所在區域地質條件的具體情況，完成對橋址自由場地，或主塔基礎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容，可以利用Java語音實現，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行過程中可能遭遇到的地震時間進行動態監測，并且完成相應的識別。

2.4 數據分析模塊的作用

針對橋梁工程監測過程中應用的各項數據，可以采用不同的方法進行分析。從實際分析情況來看，采用不同的分析方法可以獲取到不同的指標，通過各項指標能夠準確反映大型橋梁結構的具體健康情況[3]。

2.5 橋梁仿真模塊的作用

通過對橋梁仿真模塊進行應用，能夠顯示模態振型三維。除此之外，通過對該模塊進行應用，可以向模塊中輸入相應的預設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用過程中，受到損傷的情況下，完成對地震將具體性能的預測，以免造成較大的經濟損失，以及人員傷亡。

2.6 安全評估模塊的作用

監測系統在具體應用過程中，可以通過不同的指標反應橋梁結構的實際情況，如果僅依靠單一指標的損傷和識別方法，系統應用期間，可能會出現漏判或誤判的情況，這會使識別的可靠性降低。因此，系統運行期間，融合多個指標，從而提高系統識別的精準度，完成對橋梁結構安全性的科學評估。

3 系統在具體應用過程中體現的功能

將系統應用到大型橋梁地震安全性分析中，能夠發揮出如下功能：

（1）對大型橋梁的振動情況進行實時記錄，并且要分析好相應的振動數據，從而為地震事件提供相應的報警信息。

（2）提供多個不同損傷指標數據，依據每個指標結果，對結構的具體狀態情況進行準確反應。

（3）通過三維直觀對結構動力特征的具體情況進行直觀顯示，同時在該過程中，應當快速仿真結構地震響應，實現對橋梁具體情況的準確判斷。

（4）合理的融合多個損失指標，同時，結合橋梁快速地震相應仿真的具體結果，科學評估橋的地震安全性。

4 結束語

現代橋梁工程逐漸向大規模方向發展，同時橋梁在應用過程中經常需要承受較大荷載，這會導致橋梁結構存在薄弱環節，容易引起安全事故。因此，應當對橋梁健康監測系統進行應用，及時發現大型橋梁存在的薄弱點，為橋梁加固提供相應的科學依據。

參考文獻

[1]惠迎新，臺玉吉，王克海，等.跨斷層橋梁抗震設防啟示及建議[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的影響研究[J].工程與建設，2015，29（06）：820～822.

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

收稿日期：2018-4-13