摘 要

桥梁是路面运输网络的重要组成部分。随着经济的发展大量桥梁施工建成，其中最多的是混凝土桥梁。但混凝土结构有个最突出的病害——混凝土结构的开裂。因此必须对桥梁的缝隙进行监测，以提前预知，提前处理，防止灾害的发生。

我国的桥梁检测技术起步较晚，但近十年来发展迅猛，产生了各种检测方法。其都能在一定程度上实现对桥梁缝隙的检测，但都有优点和缺点。点检测发是一种简单可行的方法，技术较为成熟。

本文主要解决了系统实现的两个关键问题，一个是数据如何传到指定数据库的，本文用到了一个域名解析的软件。二是设计针对直线位移传感器数据的采集传输，存储及处理分析的硬件设备和软件程序，实现了将现场数据无线传输到监控中心，由服务器对数据进行处理分析。

关键字：混凝土桥梁；点检测法；裂缝监测系统

Abstract

The bridge is an important part of the pavement transport network. With the development of the economy,a large number of bridges most of which is a concrete bridge has been built. But the concrete structure has the most prominent disease - the cracking of concrete structures. Therefore, the gap must be monitored to predict and prevent the occurrence of disasters.

Bridge detection technology started late in our country, but nearly a decade of rapid development, resulting in a variety of detection methods. Which can monitor the detection of the bridge gap to a certain extent, but every method have advantages and disadvantages. Mature point detection is a simple and feasible method.

This paper mainly solves two key problems of system realization, one is the selection of the monitoring position. In this paper, the finite element analysis method is used to analyze the location of the crack. Second, the design for the linear displacement sensor data acquisition and transmission, storage and processing analysis of hardware devices and software programs to achieve the field data wireless transmission to the monitoring center, the server data processing analysis.

Key Words：concrete bridge; point detection method; crack monitoring system

目录

第1章 绪论 1

1.1 桥梁裂缝监测概述 1

1.2 混凝土桥梁裂缝监测的必要性 1

1.3 研究现状 2

1.4 桥梁缝隙监测系统的发展趋势 2

1.5 论文研究内容 2

第2章 系统总体方案设计 4

2.1 桥梁缝隙远程监测系统设计要求 4

2.1.1 桥梁缝隙远程监测系统功能需求 4

2.1.2 桥梁缝隙远程监测系统基本设计要求 4

2.2 系统总体设计思路 5

2.3 系统整体框架设计 5

2.4 系统拓扑结构 5

2.5 系统通讯方式 6

2.6 测点布置 7

第3章 桥梁缝隙远程监测系统设计 8

3.1 硬件设计 8

3.1.1 传感器的选择 8

3.1.2 GPRS通讯模块 8

3.1.3 电源管理 10

3.1.4 避雷措施 10

3.1.5 抗干扰措施 11

3.1.6 监测中心设备 11

3.2软件设计 11

3.2.1 实现将数据发送到指定数据库 11

3.2.2 软件设计开发平台 12

3.2.3 网络通信模块设计 12

第4章 桥梁缝隙远程监测上位机软件设计 14

4.1 上位机软件设计框架 14

4.2 数据库设计 15

4.2.1 数据库需求分析 15

4.2.2 数据库概念模型设计 15

4.2.3 数据库逻辑结构数据表 17

第5章 桥梁缝隙监测系统的实现 19

5.1 数据库的实现 19

5.1.1 数据库的建立 19

5.1.2 数据访问模块的实现 19

5.2 客户端界面的实现 21

总结与展望 24

参考文献 26

致谢 27

第1章 绪论

1.1 桥梁裂缝监测概述

改革开放以来，我国公路桥梁建设得到快速和长足的发展。进入2 1世纪以来，我国公路桥梁建设进入了自主创新阶段，先后建成了一批跨径大、科技含量高的长大桥梁，使我国公路桥梁四大桥型在世界前十排名中的比重显著提升。截至2014年底，我国公路桥梁总数达到75.71万座、4257.89万延米，已成为名副其实的公路桥梁大国。然而，当前我国公路桥梁发展仍然存在着“重建设、轻养护”的问题。在公路桥梁养护方面，与发达国家相比尚有比较大的差距^[1-2]。

桥梁跨度大，结构受力复杂，再加上外部环境的不确定性，这对人们掌握桥梁的受力情况提出了很大的挑战。为了能够及时准确的掌握桥梁的承载能力，保障桥梁的良好运行。国内外学者致力于桥梁缝隙监测的研究，结合各学科的知识，建立桥梁缝隙监测系统。融合了传感器、无线通讯、计算机等设备，以实现实时的远程监测，由监测而来的数据，来评估的桥梁安全性和耐久性，及时进行维护加固处理。其中之一就是混凝土桥梁缝隙监测^[3-5]]。

混凝土桥梁缝隙监测是利用安装在结构表面的传感器，实时采集裂缝的的发生和发展信息，然后传输到监控中心，监控中心进行分析和评估，根据分析的结果确定维修加固方案。以此来保障桥梁的正常运行^[6-7]。

1.2 混凝土桥梁裂缝监测的必要性

混凝土取材广泛、价格低廉、抗压强度高、可浇注成各种形状、不易风化、养护费用低，所以混凝土是世界建筑结构中使用最多的建筑材料之一。混凝土结构一般都存在着裂缝，只是裂缝非常小，所以肉眼看不见。这些裂缝不会对桥梁的健康造成很大的危害，但在环境因素和外加载荷的影响下的作用下，裂缝则不断的加宽，引起病害的发生，如内部钢筋锈蚀，混凝土碳化等^[8-9]。

对于预应力混凝土结构，裂缝出现就意味着预应力损失严重，预应力钢筋提前锈蚀，因此对预应力混凝土结构裂缝的控制更加严格^[10]。