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

橋梁因造價(jià)昂貴，服役時(shí)間長(zhǎng)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(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(cè)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(xiàn)資料顯示，美國(guó)現(xiàn)有近60萬(wàn)座橋梁，美國(guó)聯(lián)邦公路管理局的統(tǒng)計(jì)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(jì)每年有150-200座橋會(huì)倒塌；在英國(guó)，據(jù)報(bào)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(jì)需耗費(fèi)5000億美元；到2006年底，我國(guó)現(xiàn)有各類(lèi)現(xiàn)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(fù)荷工作狀態(tài)，同時(shí)更多的舊有橋梁到達(dá)或即將到達(dá)設(shè)計(jì)服役期。

大型橋梁是國(guó)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(jì)損傷，并且?guī)?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(yīng)用科學(xué)的方法對(duì)大型橋梁進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)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(rèn)同。

現(xiàn)代大跨徑橋梁在長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)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(kāi)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(qiáng)度發(fā)生衰減，進(jìn)而引起各測(cè)試截面處的應(yīng)力應(yīng)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(duì)橋梁結(jié)構(gòu)健康狀況進(jìn)行長(zhǎng)期、遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)、在線的自動(dòng)監(jiān)測(cè)對(duì)于橋梁長(zhǎng)久的運(yùn)營(yíng)有著非常重大的意義。橋梁的應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中主要的部分就是橋梁應(yīng)力信號(hào)的采集控制，通過(guò)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析基礎(chǔ)上，，將FPGA嵌入式技術(shù)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，橋梁應(yīng)力采集模塊實(shí)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T(mén)CP/IP數(shù)據(jù)包，使用GPRSDTU通過(guò)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(shí)現(xiàn)橋梁應(yīng)力數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程檢測(cè)監(jiān)控。

GPRS（General Packet Radio Service）是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是在GSM基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)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(shí)時(shí)在線等優(yōu)點(diǎn)。另外GPRS計(jì)費(fèi)方式更加靈活，支持按數(shù)據(jù)流量來(lái)進(jìn)行計(jì)費(fèi)；而且GPRS還能支持在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)進(jìn)行語(yǔ)音通話等等，相對(duì)于短消息等無(wú)線數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，GPRS的價(jià)格具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。目前，我國(guó)移動(dòng)推出的GPRS上網(wǎng)業(yè)務(wù)最高每千字節(jié)也只有3分錢(qián)，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(jìn)一步降低GPRS通信的費(fèi)用。