DTU產(chǎn)品在橋隧監測系統中的應用

橋梁因造價(jià)昂貴，服役時(shí)間長(cháng)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(jué)結構和系統損傷引發(fā)災難性的突發(fā)事故，橋梁結構健康監測尤為重要。

在世界上目前未出現事故的橋梁中，也有眾多橋梁出現了不同程度的性能退化。據文獻資料顯示，美國現有近60萬(wàn)座橋梁，美國聯(lián)邦公路管理局的統計數據表明，約有1/3的橋梁功能陳舊或有結構缺陷，需要修復，大概需要投資700億美元，且估計每年有150-200座橋會(huì )倒塌；在英國，據報道也有1/3的橋梁需要修復；在加拿大，為修復橋梁損壞的全部基礎設施工程估計需耗費5000億美元；到2006年底，我國現有各類(lèi)現代橋梁53.36萬(wàn)座，其中公路橋梁有34萬(wàn)多座，鐵路橋梁有18萬(wàn)座。隨著(zhù)交通量的增大和車(chē)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荷工作狀態(tài)，同時(shí)更多的舊有橋梁到達或即將到達設計服役期。

大型橋梁是國家或地區的交通命脈，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，并且帶來(lái)惡劣的社會(huì )影響。為了及時(shí)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，應用科學(xué)的方法對大型橋梁進(jìn)行健康監測是極為必要的，目前這一點(diǎn)已逐漸得到了學(xué)術(shù)界、工程界以及政府部門(mén)的廣泛認同。

現代大跨徑橋梁在長(cháng)期運營(yíng)中，由于荷載的反復作用，混凝土的收縮徐變，溫度變化，地基的下降，鋼筋混凝土的開(kāi)裂腐蝕等多種因數的影響，使大橋結構的幾何形狀發(fā)生改變，結構構件強度發(fā)生衰減，進(jìn)而引起各測試截面處的應力應變的變化，反過(guò)來(lái)，疲勞過(guò)度的橋梁又會(huì )影響橋梁上行駛的車(chē)輛安全，所以對橋梁結構健康狀況進(jìn)行長(cháng)期、遠程、實(shí)時(shí)、在線(xiàn)的自動(dòng)監測對于橋梁長(cháng)久的運營(yíng)有著(zhù)非常重大的意義。橋梁的應變監測系統中主要的部分就是橋梁應力信號的采集控制，通過(guò)對橋梁結構的應力監測系統特點(diǎn)進(jìn)行詳細分析基礎上，，將FPGA嵌入式技術(shù)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)相結合，橋梁應力采集模塊實(shí)現橋梁應力數據采集以及A/D轉換，應力數據經(jīng)串口到GPRS DTU，然后轉換為T(mén)CP/IP數據包，使用GPRSDTU通過(guò)GPRS 網(wǎng)絡(luò )傳送至Internet再發(fā)送數據到遠端的Web服務(wù)器，從而實(shí)現橋梁應力數據的實(shí)時(shí)遠程檢測監控。

GPRS（General Packet Radio Service）是通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是在GSM基礎上發(fā)展起來(lái)的一種分組交換的數據承載和傳輸方式。與原有的GSM比較，GPRS在數據業(yè)務(wù)的承載和支持上具有速率高、實(shí)時(shí)在線(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。另外GPRS計費方式更加靈活，支持按數據流量來(lái)進(jìn)行計費；而且GPRS還能支持在進(jìn)行數據傳輸的同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音通話(huà)等等，相對于短消息等無(wú)線(xiàn)數據通信業(yè)務(wù)，GPRS的價(jià)格具有相當的優(yōu)勢。目前，我國移動(dòng)推出的GPRS上網(wǎng)業(yè)務(wù)最高每千字節也只有3分錢(qián)，而且用戶(hù)可以根據自己的需要，以月租、包月等多種形式進(jìn)一步降低GPRS通信的費用。