桥梁在线安全监测系统解决方案-湖南三智盈科测控技术有限公司

桥梁在线安全监测系统解决方案

来源：三智盈科时间：2024-04-19

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
1	缆索内力	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）。

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。

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