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{桥梁监测解决方案}数泰科技已建桥健康监测系统方案
作者:工程监测 岩土工程与结构安全监测解决方案专业提供商—北京数泰科技有限公司 发布日期:2018-04-26 10:38

  北京数泰科技有限公司
                              
                                                                已建桥健康监测系统方案


已建桥健康监测系统方案目录: 

已建桥健康监测系统方案
 

  1 已建桥梁监测工程概况

 已建桥健康监测系统方案

  

  2 已建桥梁监测目的

  根据工程要求,在对某已建桥的结构特点、运营状况及未来交通荷载发展变化趋势分析与预测的基础上,安装并建立一套完整的由计算机网络构成的桥梁健康监测系统,获取反映桥梁结构健康状态和病害损伤的多种重要信息,实现对桥梁结构与环境多种状态参数(应变、挠度、索力、温度等)的实时监测与分析,从而对该桥梁结构承载能力、运营状况和性能进行长期监测和评估,及时发现并消除桥梁结构的安全隐患,为大桥科学养护和维修提供有力的技术支持。

  3已建桥梁监测 依据的标准

  整个监测系统的制订完全遵照国家规范标准和有关行业的规范标准,依据的标准和规程规范为:

  1) 《建筑变形测量规范》 JGJ 8-2007

  2) 《工程测量规范》 GB50026-2007

  3) 《公路桥涵养护规范》(JTG-H11-2004)

  4) 《公路桥梁承载能力检测评定规程》报批稿,2003,交通部公路科学研究所

  5) 《低压配电装置及线路设计规范》(GB50054-95)

  6) 《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》(GB50168-2006)

  7) 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB50169-2006)

  8) 《电子设备雷击保护导则》(GB/T7450-1987)

  9) 《电气装置安装工程施工及验收规范》(GB50254-96~GB50259-96)

  4 已建桥梁监测系统建设内容、监测项目及设计原则

  4.1 建设内容

  综合当前桥梁健康监测的最新研究成果和技术,建设一套具有国际先进水平的“桥梁健康监测与预警系统” 对某已建桥桥梁进行实时健康监测。该系统包括传感器系统、数据采集与传输系统、数据管理与分析系统三个主要功能模块。

  4.2 监测项目

  本方案针对以下5项进行监测,在结构关键监测位置布设相应传感器:

  (1)应力监测

  结构应力是判断结构安全最直接的指标,结构亚健康状态往往将导致应力超限或应力异常重分布,所以对于应力的异常变化应给予足够的重视,并结合环境、变形等其它监测结果来综合判定结构状态是否处在安全及可控范围。

  (2)变形监测

  桥梁结构位移变形(线形)监测,重点考虑梁的挠度变形监测和桥墩的倾斜变形监测,从整体上把握桥梁健康和安全状态。

  (3)裂缝监测

  通过对桥检测的的竖向裂缝实施监测,能够第一时间掌握结构体的裂缝发展趋势,将与应力、变形监测一起共同评判结构的安全程度。

  (4)动力特性及振动水平的监测

  桥梁动力特性参数和振动水平是桥梁整体安全的标志,桥梁质量的退化会引起结构振动特性的改变,因此对桥梁动力特性及振动水平的监测能够起到整体上对桥梁结构健康状态监测的目的。另外桥梁的振动水平能够部分反映出桥梁的行车安全、桥梁路面状况的信息,在意外状况下(地震、车辆撞击等)可通过振动测试实时掌握桥梁的状况。

  (5)其他监测(气象,视频)

  除了桥梁本身结构监测之外,通过气象、交通流量和视频设备,实时获取桥面行车环境及桥面上的整体行车安全状况现场。

  4.3 系统设计原则

  桥梁健康监测系统设计将采用如下的原则:

  1) 先进性:综合当前最新的研究成果,采用先进的传感技术和信号传输技术,建成一套具有国际先进水平的“桥梁健康监测系统”。

  2) 模块化:系统软、硬件部分均采用模块化设计,每个模块完成一个特定的子功能;各功能模块之间既相互独立又相互关联,避免发生故障后产生联动影响。

  3) 开放性:具有直观友好的可视化人机交互界面,能实现网络共享和通过因特网传输数据和图形,用户通过客户端可以方便地登录和查看。

  4) 可扩充性:设计时考虑系统的可扩充性,预留软硬件接口,方便扩容。

  5) 可靠性和容错性:选用国内外技术成熟、性能兼容的产品和技术,保证系统各项功能和指标的实现,同时保证系统的长期可靠性。

  6) 易操作性和维护性:系统正常运行后易于管理、易于操作。对操作人员及维护人员的技术水平及能力的要求不高。选用产品时,考虑以后升级换代以及系统维护和调整的方便,使系统长期保持正常运转。

  5 系统功能与组成

  桥梁健康监测系统是集结构、环境监测、系统辨识和结构评估于一体的综合监测系统。本系统采用各种先进的测试仪器设备对桥梁在外界各种激励(包括交通荷载、环境荷载等)下的各种响应进行监测,然后对监测到的各种信息进行处理,并传输到控制中心,工程技术人员将结合结构模型等知识对结构进行诊断,应用健康管理分析软件分析桥梁结构的变化状况,适时发送预警信息。

  基本构成包括传感器系统、数据采集与传输系统、数据管理系与分析系统三个主要功能模块,见下图5-1。三个子系统组成一个完整的网络结构。

  2 监测目的

  根据需求,为了响应交通基础设施安全监测和管理的长效机制,促进桥梁安全监测常态自动化,通过长期对旧桥进行安全监测,实时获取桥梁的结构信息,把握桥梁结构的健康状态,对大桥出现的损伤进行及时报警和定性、定位分析,提出维修建议,为桥梁进一步的维护、加固与改造等措施提供可靠的数据依据。

  3 依据的标准

  桥梁自动化监测系统依据的标准和规程规范主要有:

  1) 《建筑与桥梁结构监测技术规范》 GB 50982-2014

  2) 《建筑变形测量规范》 JGJ 8-2007

  3) 《工程测量规范》 GB50026-2007

  4) 《公路桥涵养护规范》(JTG-H11-2004)

  5) 《低压配电装置及线路设计规范》(GB50054-95)

  6) 《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》(GB50168-2006)

  7) 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB50169-2006)

  8) 《电子设备雷击保护导则》(GB/T7450-1987)

  9) 《电气装置安装工程施工及验收规范》(GB50254-96~GB50259-96)

  4 自动监测系统功能

  我公司按客户的监测要求制定桥梁安全监测系统的设计方针,为桥梁监测提供最优惠的解决方案,从测量传感器到监测中心软件,力求整个监测系统性能稳定、可靠性高,测试精度满足要求,可以长时间不间断地对目标参数进行监测。

  4.1 系统硬件基本功能

  1)根据现场勘探,确定监测参量,配备桥梁自动化监测所需的各种测试传感器,确定采集通道及扩展通道。

  2) 配备远程监测单元机箱、电缆及接口装置以符合实际桥梁环境,系统具有电源保护装置、避雷装置等硬件设备,把信号受干扰程度降至最低,尽量减少系统的安装误差。

  3)数据传输可采用有线方式与监测中心通讯,具有报警管理系统,简捷得知设备运行状况,完成远程控制的需要。

  4)保障DT桥梁监测系统各个仪器设备的正常运行,满足今后系统硬件节点的增加要求。

  4.2 系统软件主要功能

  1)可实时监测桥梁的各测点测量参数,桥梁数据以数字或曲线图形式实时显示、记录和打印。

  2)能够对监测数据进行计算等处理,并可以多种数据库形式保存并可进行历史数据查询,还可以直接生成EXCEL或其他形式报表。

  3)监测界面清晰直观,工具条与按钮操作。各界面间切换灵活。界面图案可按客户要求绘制改动。

  4)具有数据越限报警和用户权限管理功能,现场即时上传报警信息。

  5)根据客户需求定制功能模块。

  5 监测项目

  对于已建旧桥,主要有以下监测项目

  (1)应力监测

  结构应力是判断结构安全最直接的指标,结构亚健康状态往往将导致应力超限或应力异常重分布,所以对于应力的异常变化应给予足够的重视,并结合环境、变形等其它监测结果来综合判定结构状态是否处在安全及可控范围。

  (2)变形监测

  桥梁结构位移变形(线形)监测,重点考虑梁的挠度变形监测和桥墩拱脚的倾斜变形监测,从整体上把握桥梁健康和安全状态。

  (3)裂缝监测

  通过对桥检测的的竖向裂缝实施监测,能够第一时间掌握结构体的裂缝发展趋势,将与应力、变形监测一起共同评判结构的安全程度。

  (4)动力特性及振动水平的监测

  桥梁动力特性参数和振动水平是桥梁整体安全的标志,桥梁质量的退化会引起结构振动特性的改变,因此对桥梁动力特性及振动水平的监测能够起到整体上对桥梁结构健康状态监测的目的。另外桥梁的振动水平能够部分反映出桥梁的行车安全、桥梁路面状况的信息,在意外状况下(地震、车辆撞击等)可通过振动测试实时掌握桥梁的状况。

  (5)其他监测(气象,视频选用)

  除了桥梁本身结构监测之外,通过气象、交通流量和视频设备,实时获取桥面行车环境及桥面上的整体行车安全状况现场。

  对于本桥梁,监测项目主要有:

  1) 应力应变监测;

  2) 挠度位移监测;

  3) 拱脚倾斜监测;

  4) 裂缝监测;

  5) 结构温度监测;

  6) 桥梁振动监测;

  7) 气象环境监测。

  根据桥梁的实际情况,还可增加相应的监测项目。


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