钢筋混凝土桥梁结构耐久性无线监测系统的设计与研究

摘要

伴随着桥梁建设规模日益扩大以及大跨度桥梁建设,钢筋锈蚀等劣化因素所造成的结构耐久性不足的问题日益突显,对桥梁进行耐久性实时监测就显得尤其重要,由于传统人工桥梁耐久性监测存在耗费大、精度低等问题,因此,针对此问题,文中开发了一种桥梁耐久性无线监测系统,能够对桥梁耐久性数据进行实时监测和分析,同时有效地节约了成本以及提高了耐久性监测的精确度。
　　论文首先设计了桥梁结构耐久性监测系统的整体方案,包括 GPRS节点的硬件选型以及温度、三相加速度传感器等软件程序的开发,并进行了系统的搭建与调试,实现了从底层采集耐久性数据通过GPRS无线传输至上位机的显示;其次,论文以混凝土结构碳化为研究对象,基于模拟退火神经网络算法对混凝土碳化深度数据进行了建模,避免了神经网络收敛速度慢、易陷入局部极值的缺陷,有效提高桥梁的耐久性模型的预测精度和准确性;最后,开发了混凝土耐久性信息管理系统,采用SQL Server2008数据库管理软件建立耐久性基本数据库,选用VB可视化编程工具,开发了混凝土耐久性监测管理平台,完成了整个监测系统的搭建。该系统经调试检验是一个稳定、完整的系统,达到了设计要求。
　　本文构建的基于 GPRS和单片机的耐久性无线监测系统、建立的碳化深度模型以及开发的混凝土耐久性信息管理系统,能够提高桥梁结构耐久性监测水平,对采集到的耐久性数据进行实时存储和处理,为日后桥梁工程的运营、维护以及日常的管理提供科学的依据,进而提高工程施工质量和养护管理水平以及延长桥梁服役期限。

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1绪论

1.1课题研究的背景意义

1.2混凝土桥梁结构耐久性相关研究现状

1.3存在的问题

1.4研究内容及技术路线

2钢筋混凝土桥梁结构耐久性无线监测网络

2.1桥梁结构耐久性无线监测系统总体架构

2.2 GPRS无线传输技术

2.3相关网络协议

2.4本章小结

3钢筋混凝土桥梁结构耐久性无线监测系统的设计与实现

3.1钢筋混凝土桥梁结构耐久性监测的总体设计

3.2 GPRS耐久性无线监测节点硬件设计

3.3 GPRS耐久性无线监测节点软件设计

3.4 GPRS耐久性无线监测节点终端测试

3.5本章小结

4钢筋混凝土桥梁结构耐久性监测信息管理系统

4.1信息管理系统的构成

4.2数据库设计

4.3混凝土碳化深度预测模型

4.4信息系统开发及界面设计

4.5本章小结

5总结与展望

5.1论文工作总结

5.2需要进一步研究的问题

致谢

参考文献

作者在读硕士期间的研究成果