现役桥梁整体性态的快速无线检测与损伤诊断

桥梁是重要的基础设施，在人民生产、生活中发挥着重要的作用。本项目以悬索桥为例，针对现役桥梁结构振动检测低频、高分辨率、快速性的要求，研究低频无线传感器节点集成、网络构建原理、损伤诊断方法等关键科学问题：采用模块化方法研制检测桥梁结构整体性态的低频无线振动加速度传感器节点；研究构建桥梁结构振动检测用的普适性、多层次、精准同步的无线传感网络系统；研究传感器网络中单节点特征数据提取、多传感器数据融合的结构损伤诊断方法，并开发相应的嵌入式软件，实现基于无线传感器网络的在线损伤诊断；建立悬索桥实验室模型集成系统，结合现场测试，综合验证本项目提出的理论与方法。本项目属于交叉学科研究，它的实施对推动桥梁的健康检测与损伤诊断的理论发展和实际应用具有重要意义。

本项目主要以现役桥梁为研究对象，开展桥梁整体性态的快速无线检测与损伤诊断软硬件系统研制工作。进行了快速无线检测的系统总体架构设计，采用模块化方法完成了 无线采集节点以及基站的研制，基于模块化设计准则完成了 包括参数配置、采集、实时显示、存储、数据导出、参数识别以及系统自校验的上位机软件设计，开发了基于振动加速度的索力测试应用软件，对结构无线测试中面临的节点定位、数据安全进行了初步研究，并通过实验室和多个工程现场测试验证了上述研究成果。项目获得发明专利授权4项、实用新型授权1项、软件著作权1项，发表学术论文22篇（SCI检索8篇、EI检索15篇、ISTP检索2篇），获得中国公路学会一等奖1项、重庆市科技进步二等奖1项、论文类奖励2项。研究表明，所研制的软硬件系统具有高精度、小型化、精准同步、便利性且现场完成参数识别和诊断等特点，非常适合桥梁快速检测和实时诊断，具有一定的理论意义、重要的应用前景和实用价值。