桥梁在线安全监测 系统解决方案
信息来源：湖南三智盈科测控技术有限公司 发布时间：2024-04-19 阅读：230
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监测布置示意图
一，桥梁监测内容
桥梁在线安全监测系统包括应力应变监测、变形监测、环境监测、索力监测、振动检测等部分内容。具体监测内容及监测方法如下：
（1）应力应变监测
| 序号 |
监测内容 |
监测方法 |
测点布设 |
| 1 |
混凝土应力应变 |
埋入型应变计 |
混凝土内 |
| 2 |
钢筋应力 |
钢筋计 |
桩基 |
（2）变形监测
| 序号 |
监测内容 |
监测方法 |
测点布设 |
| 1 |
桥墩倾斜 |
固定测斜仪 |
桥墩 |
| 2 |
梁段绕度 |
智能沉降仪 |
桥面 |
| 3 |
裂缝 |
裂缝计 |
裂缝发生部位 |
（3）环境监测
| 序号 |
监测内容 |
监测方法 |
测点布设 |
| 1 |
温湿度 |
温湿度计 |
结构附件或结构内部 |
| 2 |
风速风向 |
风速风向仪 |
结构空旷处 |
（4）索力监测
| 序号 |
监测内容 |
监测方法 |
测点布设 |
| 1 |
缆索内力 |
磁通量 |
根缆索 |
| 锚索计 |
根缆索 |
（5）振动监测
| 序号 |
监测内容 |
监测方法 |
测点布设 |
| 1 |
振动 |
加速度传感器 |
主跨断面上 |
二，组网方式
桥梁在线监测系统采用云平台总体设计数据采集模型，现场按模型分项实施的架构模式。其中所有子系统的数据直接通过有线、无线、以太网（TCP/IP 协议）等数据传输形式上传至云平台数据库，云平台也可以通过相同的数据传输链路控制相应的子系统。测区分系统承担不同的监测功能，每个分系统下面集联各测点设备（采集仪或传感器）。
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三，系统设计思路
- 系统设计充分考虑桥梁具体情况及对安全管理、安全标准的要求，以实用、适用、方便、高效、可靠为原则，满足桥梁在线监测系统的需求；
- 保证系统具有良好的稳定性、安全性和可靠性，功能完善、操作简单、使用方便、易于维护；
- 重点参数重点监测原则。结构的应力、位移及变形数据是主要影响桥梁结构的参数，直接反应出桥梁结构的变化；
- 各监测物理量应尽量设置在同一监测断面或相近的监测断面内，以便于在监测资料分析时进行相关性分析及相互验证；
- 系统采用合理实用的配置，尽可能减少工程造价，经济技术指标达到或超过国际先进水平；
- 系统设计充分考虑桥梁的实际状况，便于日后的系统扩展升级；
- 该系统最终可以达到的效果为：在桥梁运营期间，自动、实时对桥梁安全状态进行评估，从而保障桥梁运营期间的安全。
三，系统特点
1. 三智盈科作为中国结构安全监测领导者，率先将结构健康监测与物联网结构体系、云计算、局域网/蜂窝网络等多网无缝连接技术、海量节点数据并行智能处理等技术结合，建立一整套结构安全监测系统。该系统具有智能化、信息化、标准化、实时性、预见性和稳定性等特点：智能化：对监测数据进行安全评分，监测结果简单明了，可同时查看多个监测项的安全状况。
- 标准化：产品安装、线缆铺设、系统集成等实现标准化，高效节约；
- 实时性：实现 24 小时不间断连续观测，能够对桥梁结构进行一个长期、稳定的结构监测数据采集；
- 预见性：通过传感器得到丰富的数据，了解桥梁变化趋势，通过系统和专家团队的分析，可以得出结构的实际状态以及未来的可能发展变化趋势，了解桥梁结构的安全状况；
- 稳定性：系统硬件设备质量可靠，电子元器件选用工业级标准，同时后台配置专业维护团队，从硬件方面保证系统的稳定性。
- 系统实现功能
- 24小时实时监测：对桥梁变形、受力、环境等全自动化在线监测，实时掌握桥梁整体施工/运行的安全状态。
- 报表随时查看：监测结果实时发布，用户可在云平台随时查看监测报表。
- 及时预警：数据异常时，系统会触发相应报警机制，第一时间以短信、电话等形式通知用户。
- 结构趋势分析：通过对桥梁结构的定量安全评价和监测指标数据安全度分析，可实现结构稳定性趋势分析。
提供参考依据：监测数据长期稳定储存于平台中，为今后同类工程设计、施工提供类比依据。
四，系统建设必要性
1.桥梁施工技术及结构状态
桥梁施工工艺通常复杂，对材料、施工工艺等多方面要求较高，而施工技术以及施工素质往往滞后于桥梁施工要求的工艺及条件，致使在近年来出现的桥梁倒塌和桥梁破坏情况越演愈烈。特别是随着大跨度、高架桥的出现，对桥梁稳定性、刚度和强度的要求愈加提高，桥梁在受外部环境和荷载影响下，缆索耐久性会逐渐降低，应力减少，从而会导致梁段的挠度增加，梁段出现破坏等一系列问题。桥梁破坏多为材料耐久降低，材料进入塑性，结构变形和应力变化多为缓变型，监测系统可以反应出结构状态的变化趋势，当超过一定的阈值时，系统会自动报警桥梁破坏多为材料耐久降低，材料进入塑性，结构变形和应力变化多为缓变型，监测系统可以反应出结构状态的变化趋势，当超过一定的阈值时，系统会自动报警。
2.我国桥梁规模及市场前景
随着我国国民经济的快速发展，我国桥梁建设取得了丰硕的成果，建设了一大批具有国际一流水平的特大桥梁。截止2020年底，我国桥梁总数达到80.68万座，其中，特大桥3411座，大桥8.4万座，大桥是我国公路交通上的控制性工程。目前我国已有1261余座大桥安装桥梁健康监测系统，但仍有大量长大桥梁未进行运营期的在线安全监测。同时，按照交通“十二五”规划说明，交通基础设施总投资将达到12.2万亿，到2022年左右，中国公路桥梁数量将达到100万座，随着桥梁建设的大力投入，桥梁施工期的在线安全监测市场同样巨大。
3.社会经济效益
从2007年至2021年7年时间，全国共有68座桥梁垮塌，其中18座在建桥梁发生事故，共致使262人丧生，造成经济损失60多亿元。从事故发生频率来看，桥梁事故呈现逐年增长态势。加强对桥梁的施工期和运营期的结构安全在线监测，能够起到提前预防作用，采取应急处理措施，减少事故发生的概率，降低事故造成的影响，具有重要的社会和经济效益。
4.政府认可与支持
桥梁作为公共交通的重要载体，对区域交通的通畅运行、社会经济发展起到至关重要的作用。然而，桥梁快速发展而带来的桥梁事故的增加，给地方各级政府主管单位敲响了警钟，提高了地方政府对加强桥梁建设期和运营期健康监测的意识，桥梁在线安全监测工作能够得到政府相关单位的认可和支持。
