基于物联网的中小跨径桥梁结构安全监测系统的制作方法

本发明涉及监控模块技术领域，具体为基于物联网的中小跨径桥梁结构安全监测系统。

背景技术：

桥梁，一般指架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行的构筑物，为适应现代高速发展的交通行业，桥梁亦引申为跨越山涧、不良地质或满足其他交通需要而架设的使通行更加便捷的建筑物，桥梁一般由上部构造、下部结构、支座和附属构造物组成，上部结构又称桥跨结构，是跨越障碍的主要结构；下部结构包括桥台、桥墩和基础；支座为桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置；附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等，简单的说就是相邻两个桥墩的距离，当然一般每座大桥都有一个最大的桥洞，一般指的跨径就是指最大的桥洞的两个桥墩的距离。

现有的桥梁结构安全监测系统在使用过程中，不能很好的对有关桥梁的信息数据进行检测，使得数据不全面，对桥梁的安全问题分析的不够准确，并且不能对桥梁安全问题提出及时有效的解决方案，浪费了维护时间，同时数据输出方式较为单一，使用者选择性较为局限，不能很好的满足人们的使用需求的缺点。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了基于物联网的中小跨径桥梁结构安全监测系统，解决了上述背景技术中提出现有桥梁结构安全监测系统在使用过程中，不能很好的对有关桥梁的信息数据进行检测，使得数据不全面，对桥梁的安全问题分析的不够准确，并且很多对桥梁安全问题提出及时有效的解决方案，浪费了维护时间，同时数据输出方式较为单一，使用者选择性较为局限，不能很好的满足人们的使用需求的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：桥梁线性监测模块和桥梁诊断分析模块，所述桥梁线性监测模块、应力应变监测模块和预应力沿程分布监测模块的输出端均连接有数据接收单元，且数据接收单元的输出端分别连接有数据处理单元和数据位置匹配单元，所述数据处理单元和数据位置匹配单元的输出端均连接有桥梁监测预警单元，且桥梁监测预警单元的输出端分别连接有网络传输报警单元与移动终端报警单元，所述桥梁诊断分析模块的输出端连接有方案选择单元。

可选的，所述桥梁线性监测模块、应力应变监测模块和预应力沿程分布监测模块分别通过导线与数据接收单元之间电性串联连接，且桥梁线性监测模块、应力应变监测模块和预应力沿程分布监测模块之间通过导线电性并联连接。

可选的，所述桥梁线性监测模块包括gps测点单元、现场测点单元和桥梁线性变化单元，且gps测点单元和现场测点单元的输出端均连接有桥梁线性变化单元。

可选的，所述应力应变监测模块包括应力应变测点单元、结构温度应变测点单元和应力应变变化曲线单元，且应力应变测点单元和结构温度应变测点单元的输出端均连接有应力应变变化曲线单元。

可选的，所述应力应变测点单元通过导线与结构温度应变测点单元之间并联，且应力应变测点单元和结构温度应变测点单元分别通过导线与应力应变变化曲线单元之间电性串联连接。

可选的，所述预应力沿程分布监测模块包括测试单元、抗拉强度检测单元、屈服强度检测单元、断后伸长率检测单元、破断力检测单元、弹性检测单元、光栅传感器单元和预应力张拉曲线变化单元，且测试单元的输出端分别连接有抗拉强度检测单元、屈服强度检测单元、断后伸长率检测单元、破断力检测单元和弹性检测单元，所述弹性检测单元的输出端连接有光栅传感器单元，且光栅传感器单元的输出端连接有预应力张拉曲线变化单元。

可选的，所述抗拉强度检测单元、屈服强度检测单元、断后伸长率检测单元、破断力检测单元和弹性检测单元均通过导线与光栅传感器单元之间电性串联连接，且抗拉强度检测单元、屈服强度检测单元、断后伸长率检测单元和破断力检测单元和弹性检测单元之间通过导线与之间电性并联连接。

可选的，所述桥梁诊断分析模块包括桥梁数据库单元、信息收集单元、信息比对单元和信息融合单元，且桥梁数据库单元与信息收集单元的输出端均连接有信息比对单元，所述信息比对单元的输出端连接有信息融合单元。

可选的，所述桥梁数据库单元通过导线与信息收集单元之间电性并联连接，且信息收集单元通过导线与信息比对单元之间电性串联连接。

可选的，所述网络传输报警单元和移动终端报警单元通过导线与桥梁监测预警单元之间电性串联连接，且网络传输报警单元通过导线与移动终端报警单元之间电性并联连接。

本发明提供了基于物联网的中小跨径桥梁结构安全监测系统，具备以下有益效果：

1、该基于物联网的中小跨径桥梁结构安全监测系统设置有桥梁线性监测模块、应力应变监测模块、预应力沿程分布监测模块和数据接收单元，应力应变监测模块可以对桥梁的几何变形和桥梁混凝土应力应变与主要断面预应力的关系进行监测，对桥梁的主要结构信息进行实时的监测，提高了信息监测全面性，监测效果更好。

2、该基于物联网的中小跨径桥梁结构安全监测系统设置有应力应变测点单元、结构温度应变测点单元和应力应变变化曲线单元，应力应变测点单元和结构温度应变测点单元可以设置在桥梁的主要断面，对显现处桥梁预应力张拉前后、及荷载试验过程中连续监测过程中其应力应变变化情况，多点设置提高了信息获取的全面性。

3、该基于物联网的中小跨径桥梁结构安全监测系统设置有抗拉强度监测单元、屈服强度检测单元、断后伸长率检测单元和破断力检测单元，可以对光栅的各种特性进行检测，避免在使用的过程中光纤质量达不到使用要求，对监测过程中造成影响，增加了光纤使用过程中的可靠性、稳定性及测量精确性。

4、该基于物联网的中小跨径桥梁结构安全监测系统设置有桥梁数据库单元、信息收集单元、信息比对单元和信息融合单元，桥梁数据库单元可以对各种中小跨径的桥梁的信息进行收集，保证在桥梁出现问题的时候，可以参考数据库内的信息，对信息进行对比和融合，将有效信息提供给使用者，便于使用者对问题进行解决。

5、该基于物联网的中小跨径桥梁结构安全监测系统设置有桥梁监测预警单元、网络传输报警单元和移动终端报警单元，桥梁监测预警单元可以对桥梁的不正常走向进行提前报警，避免问题严重化，同时可实现网络报警和移动终端报警，增加了报警途径，可供不同需求的使用者进行选择，使得使用者可以及时的对报警信号进行接收。

附图说明

图1为本发明主视流程结构示意图；

图2为本发明桥梁新型监测模块内部流程结构示意图；

图3为本发明应力应变监测模块内部流程结构示意图；

图4为本发明预应力沿程分布监测模块内部流程结构示意图；

图5为本发明桥梁诊断分析模块内部流程结构示意图；

图中：1、桥梁线性监测模块；101、gps测点单元；102、现场测点单元；103、桥梁线性变化单元；2、应力应变监测模块；201、应力应变测点单元；202、结构温度应变测点单元；203、应力应变变化曲线单元；3、预应力沿程分布监测模块；301、测试单元；302、抗拉强度检测单元；303、屈服强度检测单元；304、断后伸长率检测单元；305、破断力检测单元；306、弹性检测单元；307、光栅传感器单元；308、预应力张拉曲线变化单元；4、数据接收单元；5、数据处理单元；6、数据位置匹配单元；7、桥梁监测预警单元；8、网络传输报警单元；9、移动终端报警单元；10、桥梁诊断分析模块；1001、桥梁数据库单元；1002、信息收集单元；1003、信息比对单元；1004、信息融合单元；11、方案选择单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：基于物联网的中小跨径桥梁结构安全监测系统，桥梁线性监测模块1和桥梁诊断分析模块10，桥梁线性监测模块1、应力应变监测模块2和预应力沿程分布监测模块3的输出端均连接有数据接收单元4，且数据接收单元4的输出端分别连接有数据处理单元5和数据位置匹配单元6，数据处理单元5和数据位置匹配单元6的输出端均连接有桥梁监测预警单元7，且桥梁监测预警单元7的输出端分别连接有网络传输报警单元8与移动终端报警单元9，桥梁诊断分析模块10的输出端连接有方案选择单元11。

发明中：桥梁线性监测模块1、应力应变监测模块2和预应力沿程分布监测模块3分别通过导线与数据接收单元4之间电性串联连接，且桥梁线性监测模块1、应力应变监测模块2和预应力沿程分布监测模块3之间通过导线电性并联连接，应力应变监测模块2可以对桥梁的几何变形和桥梁混凝土应力应变与主要断面预应力的关系进行监测，对桥梁的主要结构信息进行实时的监测，提高了信息监测全面性，监测效果更好。

发明中：桥梁线性监测模块1包括gps测点单元101、现场测点单元102和桥梁线性变化单元103，且gps测点单元101和现场测点单元102的输出端均连接有桥梁线性变化单元103。

发明中：应力应变监测模块2包括应力应变测点单元201、结构温度应变测点单元202和应力应变变化曲线单元203，且应力应变测点单元201和结构温度应变测点单元202的输出端均连接有应力应变变化曲线单元203，应力应变测点单元201和结构温度应变测点单元202可以设置在桥梁的主要断面，对显现处桥梁预应力张拉前后、及荷载试验过程中连续监测过程中其应力应变变化情况，多点设置提高了信息获取的全面性。

发明中：应力应变测点单元201通过导线与结构温度应变测点单元202之间并联，且应力应变测点单元201和结构温度应变测点单元202分别通过导线与应力应变变化曲线单元203之间电性串联连接。

发明中：预应力沿程分布监测模块3包括测试单元301、抗拉强度检测单元302、屈服强度检测单元303、断后伸长率检测单元304、破断力检测单元305、弹性检测单元306、光栅传感器单元307和预应力张拉曲线变化单元308，且测试单元301的输出端分别连接有抗拉强度检测单元302、屈服强度检测单元303、断后伸长率检测单元304、破断力检测单元305和弹性检测单元306，弹性检测单元306的输出端连接有光栅传感器单元307，且光栅传感器单元307的输出端连接有预应力张拉曲线变化单元308。

发明中：抗拉强度检测单元302、屈服强度检测单元303、断后伸长率检测单元304、破断力检测单元305和弹性检测单元306均通过导线与光栅传感器单元307之间电性串联连接，且抗拉强度检测单元302、屈服强度检测单元303、断后伸长率检测单元304和破断力检测单元305和弹性检测单元306之间通过导线与之间电性并联连接，可以对光栅的各种特性进行检测，避免在使用的过程中光纤质量达不到使用要求，对监测过程中造成影响，增加了光纤使用过程中的可靠性、稳定性及测量精确性。

发明中：桥梁诊断分析模块10包括桥梁数据库单元1001、信息收集单元1002、信息比对单元1003和信息融合单元1004，且桥梁数据库单元1001与信息收集单元1002的输出端均连接有信息比对单元1003，信息比对单元1003的输出端连接有信息融合单元1004。

发明中：桥梁数据库单元1001通过导线与信息收集单元1002之间电性并联连接，且信息收集单元1002通过导线与信息比对单元1003之间电性串联连接，桥梁数据库单元1001可以对各种中小跨径的桥梁的信息进行收集，保证在桥梁出现问题的时候，可以参考数据库内的信息，对信息进行对比和融合，将有效信息提供给使用者，便于使用者对问题进行解决。

发明中：网络传输报警单元8和移动终端报警单元9通过导线与桥梁监测预警单元7之间电性串联连接，且网络传输报警单元8通过导线与移动终端报警单元9之间电性并联连接，桥梁监测预警单元7可以对桥梁的不正常走向进行提前报警，避免问题严重化，同时可实现网络报警和移动终端报警，增加了报警途径，可供不同需求的使用者进行选择，使得使用者可以及时的对报警信号进行接收。

综上，该基于物联网的中小跨径桥梁结构安全监测系统，使用时，首先gps测点单元101可以在桥梁施工中，预应力张拉前后、及荷载试验过程中连续监测其各向位移变化，或者通过现场测点单元102在香肠进行测量，通过双重测量，可以增加信息的准确性，然后通过桥梁线性变化单元103作出桥梁线型变化曲线，其次应力应变测点单元201和结构温度应变测点单元202同样可以在桥梁施工中，预应力张拉前后、及荷载试验过程中连续监测其应力应变变化情况，在排除掉温度影响的情况下，通过应力应变变化曲线单元203绘制出应变车辆荷载图，再其次通过对光纤进行检测，对光纤的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、破断力等相关数据进行检测，保证光纤的质量能够达到使用要求，，经过检测之后的光纤与绞线进行整合，然后通过根据桥梁的走向进行沿路铺设，光栅传感器单元307可以实时的桥梁预应力沿路分布状况进行监测，通过上述对桥梁的数据进行监测，监测后的数据会传送到数据接收单元4上，数据接收单元4将信号传递到数据处理单元5，数据处理单元5对传递的数据进行处理和匹配，确定桥梁的位置，当桥梁的状况发生改变时，桥梁监测预警单元7会对通过网络传输报警单元8或者移动终端报警单元9对数据进行输出，在输出的过程中使用者可以根据自己的需求选择适合的输出方式，再其次当桥梁监测数据出现问题的时候，桥梁诊断分析模块10可以通过信息收集单元1002以及信息比对单元1003在桥梁数据库单元1001进行数据匹配和比对，分析出现问题的原因，并通过数据库中的书库对问题提供解决方案，便于使用者及时的对其进行处理，这就是该基于物联网的中小跨径桥梁结构安全监测系统的工作原理。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。