智慧市政的桥梁管理云平台 解 决 方 案
目 录 1.
工程概况................................................................................................... 5
2.监测必要性及意义............................................................................................. 6
2.1 监测必要性.............................................................................................. 6
2.2 监测意义................................................................................................ 10
3.监测依据........................................................................................................... 12
4.监测内容........................................................................................................... 14
5.系统设计........................................................................................................... 18
5.1 系统设计原则........................................................................................ 18
5.2 系统组成................................................................................................ 19
5.2.1 传感器子系统............................................................................. 20
5.2.2 数据采集子系统......................................................................... 20
5.2.3 数据传输子系统......................................................................... 21
5.2.4 数据库子系统............................................................................. 21
5.2.5 数据处理与控制子系统............................................................. 22
5.2.6 安全评价与预警子系统............................................................. 22
6.监测布点及设备............................................................................................... 24
6.1 传感器选择原则.................................................................................... 24
6.2 监测项目及设备参数............................................................................ 26
6.2.1 挠度监测..................................................................................... 26
6.2.1.1 测点布设.......................................................................... 26
6.2.1.2 监测设备.......................................................................... 27
6.2.1.3 监测原理.......................................................................... 29
6.2.1.4 设备安装.......................................................................... 30
6.2.2 应变监测..................................................................................... 39
6.2.4.4 测点布设.......................................................................... 39
6.2.4.2 监测设备.......................................................................... 39
6.2.4.3 监测原理.......................................................................... 41
6.2.4.4 设备安装.......................................................................... 41
6.2.3 索力/吊杆监测 ........................................................................... 44
6.2.3.1 测点布设.......................................................................... 45
6.2.3.2 监测设备.......................................................................... 45
6.2.3.3 磁通量传感器监测原理.................................................. 47
6.2.3.4 磁通量传感器安装.......................................................... 47
6.2.4 振动监测..................................................................................... 50
6.2.4.1 测点布设.......................................................................... 50
6.2.4.2 监测设备.......................................................................... 50
6.2.4.3 加速度计监测原理.......................................................... 52
6.2.4.4 加速度计安装.................................................................. 52
6.2.5 伸缩缝监测................................................................................. 54
6.2.5.1 测点布设.......................................................................... 55
6.2.5.2 监测设备.......................................................................... 55
6.2.5.3 监测原理.......................................................................... 57
6.2.5.4 设备安装.......................................................................... 57
6.2.6 环境温湿度监测......................................................................... 63
6.2.6.1 测点布设.......................................................................... 64
6.2.6.2 监测设备.......................................................................... 64
6.2.6.3 监测原理.......................................................................... 65
6.2.6.4 设备安装.......................................................................... 66
6.2.7 风速风向监测............................................................................. 71
6.2.7.1 测点布设.......................................................................... 72
6.2.7.2 监测设备.......................................................................... 72
6.2.7.3 监测原理.......................................................................... 73
6.2.7.4 设备安装.......................................................................... 74
7.系统数据的采集、传输、处理....................................................................... 77
7.1 在线健康监测系统无线数据传输方式................................................ 77
7.1.1 无线数传模块............................................................................. 77
7.1.2 无线远程数传采集系统具备的特点......................................... 78
7.2 数据处理............................................................................................... 79
7.3 数据优化............................................................................................... 80
8.阈值确定及分级预警....................................................................................... 83
8.1 预警阈值的确定原则............................................................................ 83
8.2 分级预警................................................................................................ 84
9.系统供电和防雷............................................................................................... 86
9.1 系统供电................................................................................................ 86
9.2 系统防雷................................................................................................ 86
10.软件系统......................................................................................................... 88
10.1 软件系统设计...................................................................................... 88
10.2 软件功能.............................................................................................. 88
1. 工程概况 根据实际情况编制
2. 监测必要性及意义 2.1 监测必要性 鉴于市政的桥梁结构施工监控及运营期监测在工程的建设以及运营管理中所发挥的作用，从以下几方面阐述整个系统建设的必要性：
1）社会智能化建设要求 要加快推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合。随着中国社会智能化建设的推进，广泛利用云计算、物联网、大数据、人工智能、移动互联网、BIM、北斗等先进的现代化技术成果，构建技术先进、结构合理、功能完善、管理科学、安全可靠、具有中国特色的智能化信息系统成为了中国社会高质量发展的标志。
因此，有必要应用传感技术、物联网、云计算、地理信息、卫星导航等现代信息技术，可形成重点市政的桥梁运营状态的全息化智能感知、快速辨识、风险评估、预警和应急处置能力。
2）施工安全要求 通过施工现场的结构测试，跟踪计算分析及成桥状态预测得出合理的反馈控制措施，使施工过程中结构内力合理，结构变形控制在允许范围内，确保结构施工过程中结构的安全和稳定，给施工过程提供决策性技术依据，为结
构行为控制提供理论数据，从而正确地指导施工，使成桥后的桥塔偏位、桥面线形达到设计要求，并且使结构的内力分布与设计理想的内力状态基本吻合，确保市政的桥梁施工安全。
3）施工控制要求 斜拉桥为高次超静定结构，安装过程中结构体系将随施工阶段不同而变化；结构的实际参数与理论值肯定有差异，现场施工荷载与环境也是不断变化的；以上种种原因，必将使施工过程中的内力和位移偏离设计值，因此施工过程中必须对线形及内力进行控制，对施工步骤及控制条件做出调整，防止施工中的误差积累。
4）环境特点要求 大桥在建成通车后，由于受到气候、腐蚀和老化等因素的影响，其强度和刚度会随着时间的增加而降低，不仅会影响行车安全，更会缩短市政的桥梁的使用寿命。因此有必要建立一个结构运营安全监测系统对使用中市政的桥梁结构所处环境条件实时监测，研究结构受力、变形、耐久性等与环境因素之间的联系，评估其在所处环境条件下的可能发展态势及其对结构安全运营造成的可能潜在威胁。
5）一体化要求
施工监控是在市政的桥梁施工过程中通过控制各施工阶段的标高，使成桥后主梁能达到设计所要求的线形和应力状态，而运营期监测系统通过对市政的桥梁结构运营过程的长期连续监测，对结构的服役情况、可靠性、耐久性和承载能力进行性能评估，为大桥维修养护提供依据和信号。
市政的桥梁施工监测和控制与使用其监测均是通过监测手段，测试市政的桥梁结构的内力、变形、环境和荷载，因此在传感器子系统、数据采集与传输子系统、结构安全评价子系统以及数据库管理子系统等方面都具有很大的共享性和重复性。此外，各阶段在时间顺序上具有衔接性，每一个阶段的监测数据是后一个阶段的基础，为节约资源、降低工程造价、应充分发挥各个子系统的共享性，对各子系统统筹规划和实施，采取统一设计、统一施工和统一管理的方式，实现市政的桥梁施工监控和运营期监测一体化的工程实施。可减少监测成本的投入，创造良好的经济效益和社会效益。同时，为了加强设计、施工配合，将施工单位的施工监控纳入一体化运营期监测系统，可以做到施工、成桥、维养数据间的无缝衔接，最大限度的提高监测数据的利用率，实现了建造、运营、养护全过程的数据全覆盖，通过与施工监控数据的对比分析，可了解市政的桥梁运营期安全状况的演变过程和规律，弥补了传统
运营期监测系统缺少前期施工等历史数据的缺陷，提高了市政的桥梁安全评估及预测预报的精度，为深入研究市政的桥梁的行为特征提供了基础，有助于市政的桥梁建造和养护管理一体化水平的提高。
施工监测及运营期监测一体化需具备以下原则：
1）对施工监控的测点和仪器状况进行梳理，在一体化运营期监测中尽量加以利用，既节省了费用，更实现了施工及运营期间数据的无缝衔接。
根据施工监控的具体实施内容，对施工监控测点的可利用性进行逐层分析，一般情况下，可将桥塔最不利受力截面的应力状态和温度情况施工监测、梁部最不利受力截面的应力状态和温度情况施工监测、斜拉索索力及温度情况施工监测纳入到运营期监测系统中，避免设备的重复投资。
2）对该桥施工阶段划分以及运营期间的特点，合理设...
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