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桥梁自动化监测之硬件选型_监测云
桥梁自动化监测之硬件选型_监测云
发布日期:2021-08-31 来源:航天检测 浏览:

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桥梁监测

桥梁结构监测应分为施工期监测和使用期监测。监测前,应根据各方的监测要求与设计文件明确监测目的,结合工程结构的特点、现场及周边环境条件等因素,制定监测方案。

《GB 50982-2014 建筑与桥梁结构监测技术规范》中明文规定,桥梁使用期间监测项目应包括变形与裂缝监测、应变监测、索力监测和环境及效应监测。


1
变形与裂缝监测
变形监测包括基础沉降监测、结构竖向变形监测及结构水平变形监测
2
应变监测

3
索力监测

4
环境及效应监测
包括风及风致响应监测、温湿度监测、地震动及地震响应监测、交通监测、冲刷与腐蚀监测。


监测指标推荐


结合桥梁受力特点与多个桥梁监测实施案例,不同桥型监测要求不一。


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  梁桥监测指标推荐

   结构监测

   必测:挠度、振动、应力

   选测:伸缩缝、支座反力

   荷载监测

   必测:地震动

   选测:风荷载、车辆荷载

   环境监测

   必测:温度、湿度

   选测:雨量、腐蚀




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  拱桥监测指标推荐

   结构监测

   必测:挠度、振动、拱脚变位、索力

   选测:伸缩缝、应力、支座反力、 三维位移

   荷载监测

   必测:地震动

   选测:风荷载、车辆荷载

   环境监测

   必测:温度、湿度

   选测:雨量、腐蚀



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  斜拉桥监测指标推荐

   结构监测

   必测:挠度、振动、塔偏、索力

   选测:伸缩缝、应力、支座反力、 三维位移

   荷载监测

   必测:地震动、车辆荷载

   选测:风荷载

   环境监测

   必测:温度、湿度

   选测:雨量、腐蚀



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  悬索桥监测指标推荐

   结构监测

   必测:挠度、振动、塔偏、索力、主缆、

   锚碇变位

   选测:伸缩缝、应力、支座反力、 三维位移

   荷载监测   

   必测:地震动

   选测:风荷载、车辆荷载

   环境监测

   必测:温度、湿度

   选测:雨量、腐蚀




监测硬件选型


桥梁和监测系统之间需要一个沟通的媒介——传感器传感器是指能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成,用于感知和传达桥梁动态信息。

针对上述桥梁监测指标推荐,下图列出了一个与之对应的传感器关系表。


   
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图-1- 各监测指标对应的传感器



常用硬件

安装于结构物表面,可应用于桥梁、隧道、建筑物、大坝、管廊、基坑等结构物沉降监测
静力水准仪
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用于监测混凝土及钢结构的应变测量,通过混凝土结构或钢材的弹性模量可以计算出其结构的应力
应变计
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采用MEMS芯片,可以测量三个方向上的加速度信号,同时内置FFT频域分析功能,通过阈值配置可智能判断振动基频、幅值等振动特征。
三轴测振仪(加速度计)
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监测道路每一条车道的车头时距、占用时间、车速及车流量等交通基础数据
无线地磁检测器
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安装于结构物表面,可应用于边坡、大坝、建筑物、桥梁、隧道、管廊等结构物倾斜监测。
倾角测量仪
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采用压差式原理,既可用于短期沉降的实时测量,又可实现微小沉降的有效长期监测。
压差式沉降仪
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通过传感器监测到位移量变化,经过采集电路转化为数字量,最终配套裂缝计采集仪进行数据传输。可应用于边坡、桥梁、基坑、管廊、隧道等结构物的裂缝宽度变化监测。
裂缝计
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可应用于边坡、基坑、建筑物、桥梁等结构物的表层二维位移监测,支持动态监测。
图像二维位移测量仪
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航天自主研发硬件篇


航天无线采集终端


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我司自主研发的桥梁无线采集终端,采用标准协议连接,能方便快捷的连接各种监测传感器。物联网网关和无线采集终端可采用电池独立供电、外接市电或太阳能和电池混合供电等多种供电方式。
同时,物联网网关支持多种数据输出方式,包括:4G/GPRS、有线连接等。适应各种监测的场景。
目前已经应用在30+座桥梁监测上。


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航天振弦采集仪



  

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航天检测振弦采集系统适用于自动化工程监测场所,可广泛应用于桥梁、水利、水电、铁路、大坝、基坑、公路等工程自动化监测领域。


技术特点:

l数据采集全程自动化,可本地或远程配置采集频率,更加及时高效

l支持本地蓝牙参数配置和手动数据采集,操作简便

l数据自动分析预警,及时通过平台推送到客户终端

l自组网无线传输技术,解决局部区域信号问题并可减少施工项目工作量

l满足山区、乡镇和偏远地区的接入需求

l支持外挂/嵌入式安装方式 

l设备供电模式灵活,支持市电或太阳能供电


延伸阅读




硬件选型感知的参数应满足对结构状态进行监控、预警及评价的要求,是整个桥梁监测中举足轻重的一环。在硬件选型上务必要考虑以下基本标准:


硬件选型基本标准

监测设备的选择应符合监测期、监测项目与方法及系统功能的要求,并具有稳定性、耐久性、兼容性和可扩展性;


测得信号的信噪比应符合实际工程分析需求;


在投入使用前应进行校准;


应根据监测方法和监测功能的要求选择安装方式,安装方式应牢固,安装工艺及耐久性应符合监测期内的使用要求;


安装完成后应及时现场标识并绘制监测设备布置图,存档备查;


传感器的选型应根据监测对象、监测项目和监测方法的要求,遵循“技术先进、性能稳定、兼顾性价比”的原则;


宜采用具有补偿功能的传感器;


传感器应符合监测系统对灵敏度、通频带、动态范围、量程、线性度、稳定性、供电方式及寿命等要求。


参考文献:《GB 50982-2014 建筑与桥梁结构监测技术规范》


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