橋梁在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

　　監(jiān)測(cè)背景
　　我國(guó)是一個(gè)橋梁大國(guó)，據(jù)交通部最新數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)約有75.71萬(wàn)座公路橋梁（不含市政橋梁）。

　　由于中國(guó)特有國(guó)情許多當(dāng)初設(shè)計(jì)規(guī)范及交通量荷載與現(xiàn)在有較大差異。大交通量、超載及本身設(shè)計(jì)考慮因素不足諸多不確定因素造成橋梁出現(xiàn)不同程度損傷，如上部結(jié)構(gòu)部分主梁承載能力不足，主梁存在裂縫，橋面鋪裝有縱向、橫向裂縫等損傷，但由于城市功能需要無(wú)法施行交通中斷，所以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題對(duì)于橋梁管理顯得十分重要。就目前的科技水平而論，橋梁健康系統(tǒng)是解決此問(wèn)題最科學(xué)有效的方法。

　　系統(tǒng)概述
　　橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將立足于高起點(diǎn)、高目標(biāo)，充分利用現(xiàn)代高新技術(shù)，將計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信、傳感器新技術(shù)、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)與橋梁工程的最新研究成果相結(jié)合，在可靠、實(shí)用的前提下進(jìn)行一定的技術(shù)創(chuàng)新，形成軟、硬件系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，適應(yīng)橋梁工程環(huán)境、滿足監(jiān)測(cè)需要自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)橋梁布置一系列的傳感器從而獲得橋梁的變形特征。利用現(xiàn)代通信技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)傳輸，形成區(qū)域規(guī)模化、綜合集成化的信息處理網(wǎng)絡(luò)，并遠(yuǎn)程傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)橋梁的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并最終實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)、自動(dòng)、連續(xù)、智能、可靠”等五項(xiàng)要求，即：
　　（1）實(shí)時(shí)性：在監(jiān)控終端上能實(shí)時(shí)顯示各類(lèi)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
　　（2）自動(dòng)化：整個(gè)系統(tǒng)要求能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)過(guò)程全自動(dòng)化，不需人工值守。
　　（3）連續(xù)性：整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的觀測(cè)數(shù)據(jù)可以是連續(xù)的。
　　（4）智能化：根據(jù)上述實(shí)時(shí)性和自動(dòng)化要求，在數(shù)據(jù)處理和狀態(tài)評(píng)估中所采用的數(shù)據(jù)分析工具（方法）要求能體現(xiàn)成熟的專(zhuān)家知識(shí)，在橋梁損傷識(shí)別方面要求采用目前較先進(jìn)的方法。

　　（5）可靠性：長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)成果是為保障大橋安全運(yùn)營(yíng)提供決策依據(jù)的，因此，所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果必須準(zhǔn)確、可靠。

　　主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容
　　1.環(huán)境監(jiān)測(cè)
　　2.變形監(jiān)測(cè)
　　3.應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)
　　4.受力監(jiān)測(cè)

　　5.橋梁振動(dòng)監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)示意圖

施工期監(jiān)測(cè)

 

監(jiān)測(cè)內(nèi)容	監(jiān)測(cè)參數(shù)	監(jiān)測(cè)方式	部位
環(huán)境監(jiān)測(cè)	溫濕度	溫濕度計(jì)	結(jié)構(gòu)附近或內(nèi)部
	風(fēng)速	風(fēng)速儀	結(jié)構(gòu)空曠處
變形監(jiān)測(cè)	沉降	GNSS	橋墩、橋塔等位置
	撓度	GPS監(jiān)測(cè)設(shè)備或者壓差式變形測(cè)量傳感器或形變測(cè)量雷達(dá)	橋面
	傾斜	垂直水平儀	橋墩、橋塔等高聳結(jié)構(gòu)
應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)	混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)變	內(nèi)埋式應(yīng)變計(jì)	梁身、橋塔、橋墩、樁基等
	混凝土表面應(yīng)變	表面式應(yīng)變計(jì)	梁身、橋塔、橋墩等
	鋼筋受力	鋼筋計(jì)	樁基、混凝土等主要結(jié)構(gòu)部位等
受力監(jiān)測(cè)	拉索、吊桿預(yù)應(yīng)力等索力	錨索計(jì)或形變測(cè)量雷達(dá)	錨固端

 

 

運(yùn)營(yíng)期監(jiān)測(cè)

 

監(jiān)測(cè)內(nèi)容	監(jiān)測(cè)參數(shù)	監(jiān)測(cè)方式	部位
環(huán)境監(jiān)測(cè)	溫濕度	溫濕度計(jì)	結(jié)構(gòu)附近或內(nèi)部
	風(fēng)速	風(fēng)速儀	結(jié)構(gòu)空曠處
變型監(jiān)測(cè)	沉降	GNSS	橋墩、橋塔、橋體等整體位移、沉降
	撓度	物位計(jì)或形變測(cè)量雷達(dá)	橋面
	傾斜	垂直水平儀	橋墩、橋塔等高聳結(jié)構(gòu)
	相對(duì)變形	裂縫計(jì)	橋臺(tái)、伸縮縫等位置
應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)	混凝土表面應(yīng)變	表面式應(yīng)變計(jì)	梁身、橋塔、橋墩等
橋梁振動(dòng)監(jiān)測(cè)	橋梁固有頻率、震動(dòng)大小等	加速度計(jì)	橋身、橋塔、橋墩等
受力監(jiān)測(cè)	拉索、吊桿預(yù)應(yīng)力等索力	錨索計(jì)、索力動(dòng)測(cè)儀、形變測(cè)量雷達(dá)	拉索

　　監(jiān)測(cè)依據(jù)

　　實(shí)現(xiàn)功能
　　1.24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目等實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)掌握建筑橋梁的結(jié)構(gòu)變化
　　2。報(bào)表推送：監(jiān)測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)顯示發(fā)布，定期將監(jiān)測(cè)報(bào)表推送給用戶
　　3。多重分級(jí)預(yù)警：建立三級(jí)報(bào)警機(jī)制，當(dāng)檢測(cè)數(shù)據(jù)異常時(shí)，第一時(shí)間以短信、傳真、廣播等形式通知用戶，實(shí)現(xiàn)綜合預(yù)警功能。
　　4.應(yīng)急預(yù)案處理：從專(zhuān)家系統(tǒng)中直接提取相應(yīng)處理方法，及時(shí)采取人員介入、封鎖道路等措施，將安全隱患消除在萌芽狀態(tài)
　　5。結(jié)構(gòu)趨勢(shì)分析：通過(guò)對(duì)橋梁的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析與安全評(píng)價(jià)，可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性趨勢(shì)分析
　　6。歷史資料存儲(chǔ)：監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，為今后同類(lèi)工程設(shè)計(jì)、施工提供類(lèi)比依據(jù)。