桥隧技术‖桥梁自动化远程监控系统的实例应用

桥梁安全监测系统主要是对桥跨结构安全性能指标进行监测，通过对桥梁在各种环境与运营条件下的跨梁的扰度、应力、裂缝、沉降等参数进行实时自动监测，对大桥关键构件（或部位）应力（或变形）进行超界的多级预警，并可通过监测数据的分析处理对结构异常情况进行自动诊断。通过对桥梁进行健康监测，反映桥梁结构在正常交通荷载和环境作用下的结构响应和力学特征，分析桥梁的结构健康状态，评估结构的可靠性，为桥梁的日常养护、检测、维护、加固及维修提供科学依据。

目前自动化远程监控系统多应用于桥梁的长期健康监测，本案例将自动化远程监控系统应用于桥梁的施工监控，为指导施工提供科学依据。

（一）传感器

每种监测因素都有对应的传感器，不同的硬件厂家的传感器也不相同，根据桥梁健康监测案例需要选择合适的硬件设备。

（二）数据传输方式

数据都是通过DTU 的形式传输到云平台的，但传感器在现场的组网方式不同。数据传输和采集两种情况：

①传感器以485传输方式传输，可以直接与DTU相连，将采集的数据桥梁健康监测案例通过DTU传输到云平台上。

②传感器需要采集仪现场采集数据，再通过DTU将数据传输到平台。

浪江大桥第四联55+90+55m预应力混凝土连续刚构桥的箱梁采用C50混凝土，为全预应力单箱双室结构，箱宽19.75米，悬臂标准宽度3.5m。箱梁0号梁段长10.0米。两侧各11个对称梁段，梁段数及梁段长度从根部至跨中分别为3x3米，4×3.5米，4×4.0米。1号～11号梁段采用挂篮悬臂浇筑施工，13～15号节段为边跨搭架现浇段。12号节段为边、中跨的合拢段，长2.0米。施工时首先边跨合拢，然后进行中跨合拢。桥梁施工每个节段全截面一次浇筑。本次监控的主要参数：主梁混凝土应力、混凝土温度、主梁挠度。

一、现场设备安装

在大桥上部结构的控制截面（跨中截面、0号块截面根部和1/4截面）布置应力测点，各控制截面贴应变片示意图如图3-1所示，共取控制截面9个（单幅），两幅梁共9×2＝18个，以观察在施工过程中这些截面的应力变化与应力分布情况。

二、数据传输系统

本项目采用知物云长期健康监测设备分布式无线采集节点连接长期埋至控制截面梁体内的应变计。和传统健康监测系统相比，知物云的优势如下：本设备可自动进行无线数据传输管理（信息监测平台）、具有数据自动采集、无线分布式安装、易维护、高可靠性、精度行业领先、系统自诊断、远程监控（可设定监测周期）等优点。优秀地处理了原埋入式应变计不便安装、施工过程中易损坏、易被混凝土覆盖、数据采集周期过长、人员往返项目次数过多、项目成本高及现场数据采集的误差大等问题。

本项目采用长期健康监测系统，设定实时采集数据（参数采集时间可随时设定），以每日/周/月专业的监测数据报告推送，包括数据报表、结构趋势变化分析、预警信息评估及后续施工维护建议，保障各参建单位第一时间了解结构状态。通过动态的施工监控可以了解结构的实际变形、应力分布和线形特征，用于验证设计与实际符合程度，并根据监测成果为施工提供指导性意见，达到理想的线性和受力状态。

随着国内外大跨度桥梁的增多，桥梁结构型式的多样化、系统功能的复杂化以及人们对桥梁安全性与耐久性的要求越来越高。桥梁结构健康监测已经成为国内外工程界和学术界关注的前沿课题，桥梁自动化远程监控系统在既有大桥的健康监测中必能得到广泛应用。