合肥市桥梁安全监测诊断系统建设方案

测点布置汇总繁华大道东延工程测点布置汇总结果见下表。表STYLEREF2\s4.3SEQ表\*ARABIC\s21繁华大道东延工程测点布置结果汇总表传感器类型位置测点数量（个）备注主桥索力16个桥塔两侧第3#，9#，17#，24#队斜拉索16竖向位移12个1#~2#跨北侧的1/4跨处，跨中处，3/4跨处；2#~3#跨北侧的1/4跨处，跨中处，3/4跨处61#~2#跨南侧的跨中处；2#~3#跨北侧的跨中处21#，2#北侧桥墩处；3#南北侧桥墩处4加速度28个桥塔顶部2×3=6X，Y，Z1#~2#跨南北侧的1/4跨处，跨中处，3/4跨处；2#~3#跨南北侧的1/4跨处，跨中处，3/4跨处；12×1=12Z2#北侧桥墩处1×3=3X，Y，Z2#南侧桥墩处1×2=2X，Z1#，3#北侧桥墩处2×1=2Y地面加速度（地震动）1×3=3X，Y，Z应变32个1#~2#跨南北侧的1/3跨处，2/3跨处；2#~3#跨南北侧的1/3跨处，2/3跨处162#桥墩东西两侧主梁截面处8桥塔（主梁高度处截面）8倾角4个桥塔顶部2温度32个1#~2#跨南北侧的1/3跨处，2/3跨处；2#~3#跨南北侧的1/3跨处，2/3跨处8+8=168个为振弦应变仪；8个为热电偶温度计1#，3#桥墩支座附近的主梁截面处88个为热电偶温度计2#桥墩东西两侧主梁截面处4+4=84个为振弦应变仪；4个为热电偶温度计引桥加速度4个1#~2#跨南侧的跨中处，2#~3#跨南侧的跨中处2×1=2Z3#~4#跨北侧的跨中处，4#~5#跨北侧的跨中处2×1=2Z竖向位移8个1#~2#，2#~3#，3#~4#，4#~5#跨南北侧的跨中处8应变4个1#~2#跨南北侧的跨中处；4#~5#跨南北侧的跨中处4金寨路高架监测方案工程概况图STYLEREF3\s4.4.1SEQ图\*ARABIC\s31金寨路高架桥总览图金寨路高架桥南起312国道北侧（G4001绕城高速），北至芜湖路（南1环，金屯立交桥），高架桥在一环屯溪路、二环东流路两个节点处分别设置部分互通立交（金屯立交桥与东流路立交桥）；高架桥主桥沿线还设置了6对上下匝道，分别为：屯溪路南侧1对、望江路南北侧各1对、东流路北侧1对、合作化路南侧1对、习友路北侧1对；另在习友路南侧增设1条左转匝道。全长7.20km（Pm001～Pm232，包括231跨），是合肥市第一座城市高架桥梁。2006年9月30日破土动工，2008年2月5日竣工通车。金寨路主线高架桥梁标准段桥梁宽度为二环以南双向六车道25.5ｍ，二环以北至绩溪路双向六车道25.0ｍ，绩溪路至屯溪路标准宽度为双向四车道17.0ｍ。上下匝道加宽段达42.5ｍ；除习友路上匝道桥匝道宽8.0~9.0ｍ外，其余匝道均为单向两车道宽8.5m；桥梁净高一般为6.5m。桥梁主线高架桥梁面积约20.34万m2，匝道桥梁面积约2.16万m2，总计22.50万m2。高架系统为城市快速路，计算行车速度80ｋｍ／ｈ；匝道计算行车速度35～50ｋｍ／ｈ。桥涵结构的荷载等级为城－Ａ级。与城市快速路、主干路、立交匝道相交处的道路净空≥5.0ｍ，与城市次干路、支路相交处的道路净空≥4.5ｍ，非机动车道和人行道的道路净空≥2.5ｍ。高架系统主线最大纵坡4.0％，主线上、下匝道最大纵坡4.5％。场地的抗震设防基本烈度７度，地震动峰值加速度0.1ｇ，重要性修正系数1.3。主线桥结构金寨路高架主线桥沿途设置了伸缩缝65条，定义相邻伸缩缝之间的桥梁为一联，7.2km长的金寨路高架主线桥被分成64联不同跨度与跨数（1到6跨）的连续梁桥，其中包括1联1跨，8联2跨，22联3跨，16联4跨，16联5跨，1联6跨。主线桥梁跨径以３０ｍ为主，主线跨主要路口和铁路处，一般采用35+50+35m变高度预应力连续箱梁。从南到北按照施工标段（见图4.4.1-2），具体划分如下：一标：主线桥梁跨径布置为2×30等高度预应力连续箱梁＋（35+50+35）变高度预应力连续箱梁+（5×30+（30+32+33.5+32+30））等高度预应力连续箱梁，共4联，桥梁长度484.91m，桥梁面积12441.8m2。二标：含主线和E1、Wl和习友路上匝道桥。主线桥梁跨径布置为（35+50+30）变高度预应力连续箱梁+（5×30+4×30+4×27+3×30+（30+40+30））等高度预应力连续箱梁，共6联预应力混凝土箱梁，桥梁长度688m，桥梁面积20178m2。E1匝道桥的跨径布置为4×30+4×27.05m。W1匝道桥的跨径布置为5×27m，两条匝道桥均为等高度预应力连续箱梁，共3联，桥梁长度364.02m，桥梁面积3755m2。习友路上匝道桥跨径布置为（2×30）等高度预应力连续箱梁+（22.5+20+27+29.5+30+20+20）等高度钢结构连续箱梁+2×4×30m等高度预应力连续箱梁，桥梁长度469.41m，钢结构桥梁面积1455m2，预应力连续箱梁面积2403.8m2。三标：主线桥梁跨径布置为（30+40+30）+3×30+2×（30+40+30）+（30+34.75+40+34.75+30）+（30+3×40+30）+5×30+4×31.5m，共8联等高度预应力混凝土箱梁，桥梁长度1015.5m，桥梁面积26577m2。四标：含主线和E2与W2匝道桥。主线桥梁跨径布置为（35+50+35）变高度预应力连续箱梁+（2×（4×30）+（30+40+30）+（29+28.763）+4×28.559+4×35+3×3.0+4×28.31+2×26.833+2×24.547）等高度预应力连续箱梁+（40+68+40）变高度预应力连续箱梁+（34.009+34）等高度预应力连续箱梁，共13联预应力混凝土箱梁，桥梁长度1294m，桥梁面积39170m2。E2匝道桥的跨径布置为2×3×30m，为2联等高度预应力混凝土连续箱梁，桥梁长度180.41m，面积1533.5m2。W2匝道的跨径布置为5×20+4×17.534+3×23.052+（25+2×20.512+20.61）m，共4联钢筋混凝土连续箱梁。桥梁长度326.526m，桥梁面积3642m2。五标：含主线和E3、W3高架匝道桥。主线桥梁跨径布置为2×（5×30）等高度预应力连续箱梁+（35+50+35）变高度预应力连续箱梁+（（30+32+30）+3×33）等高度预应力连续箱梁+（35+50+35）变高度预应力连续箱梁+（2×（4×30）+3×30）等高度预应力连续箱梁，共9联，桥梁长度1061m，桥梁面积35641m2。E3和W3匝道桥均为2联3×30m等高度预应力连续箱梁，共计桥梁长度360.82m，桥梁面积3067.0m2。六标：含主线和E4、W4、E5、W5条匝道桥。主线桥梁跨径布置为（2×30+5×30+（25+31+25）+5×30）等高度预应力连续箱梁+56简支叠合梁+（（31+3×32+31）+4×30+2×29+（30+40+30）+（30+2×33.5+30））等高度预应力连续箱梁，共10联，桥梁长度1060m，桥梁面积34841m2。E4和W4匝道桥均为1联5×30m等高度预应力连续箱梁，共计桥梁长度300.82m，桥梁面积2557m2。E5和W5匝道桥均为1联4×30m等高度预应力连续箱梁，共计桥梁长度240.82m，桥梁面积2047m2。七标：主线桥梁跨径布置为（5×30+3×34+3×32+（2×30+40+2×30）+5×30+（25+27.5+2×30+27.5+25））等高度预应力连续箱梁+（35+50+35）变高度预应力连续箱梁+（5×30）等高度预应力连续箱梁，共8联，桥梁长度1081m，桥梁面积27025m2。八标：含主线和E6、W6两条匝道桥。主线桥梁跨径布置为（27.5+2×30+27.5）+（25+30+44+41+29）+（28.323+30×2+28.323）+2×30+（16.036+19+35+19）m，共5联等高度预应力混凝土连续箱梁，桥梁长度545.682rn，桥梁面积7510m2。E6和W6匝道桥均为1联25+30+2×40+30+25m等高度预应力连续箱梁，共计桥梁长度380.82m，桥梁面积3237m2。图STYLEREF3\s4.4.1SEQ图\*ARABIC\s32金寨路高架桥主线桥与匝道（施工标段）示意图高架主线桥除跨望江路处Pm159-Pm160一跨为56m叠合梁外，其余主线桥上部结构均采用大悬臂斜腹板预应力混凝土箱梁结构，结构整体性能好，抗扭刚度大，跨越能力大，能适应各种平面线型、超高和桥宽的变化。主线桥主要采用了等高度预应力混凝土连续箱梁与变高度预应力混凝土连续箱梁两种主要结构形式。标准段单箱三室，异形箱梁为单箱多室，顶底板均采用双向2%斜坡；多数箱梁为纵横双向预应力体系，仅跨二环路（40+68+40）m一联箱梁(东流路立交)采用三向预应力体系。等高度预应力混凝土连续箱梁梁高2.2m，箱梁挑臂长3.9m或3.65m；标准段箱梁底宽15.5m，中箱底宽5.3m，边箱底宽5.1m；跨中腹板厚0.35m，跨径小于40m时，墩顶腹板厚均为0.55m，大于40m时，边墩顶腹板厚0.55m，中墩顶腹板厚0.6m；顶板厚0.25m，底板厚0.22m～0.4m；挑臂端部高0.22m，根部高0.55m；中横梁宽2.4m，端横梁宽1.2m；斜腹板斜率为1.63。主线跨主要路口和铁路处，一般采用35+50+35m变高度预应力连续箱梁，箱梁挑臂长3.9m或3.65m；跨中及边墩顶箱梁底宽15.5m，中箱底宽5.3m，边箱底宽5.1m；中墩顶箱梁底宽14.288m，中箱底宽5.3m，边箱底宽4.294m；跨中腹板厚0.4m，墩顶腹板厚0.6m；顶板厚0.25m，底板厚0.22m～0.4m；挑臂端部高0.22m，根部高0.55m；中横梁宽2.5m，端横梁宽1.2m；斜腹板斜率为1.63。望江路交口（Pm159~Pm160）一跨叠合梁采用全焊槽形钢箱梁与预应力混凝土桥面板相叠合结构。桥面宽25.0m，双向横坡，坡度为±2%，全长56m。槽形钢箱梁截面为分离双箱单室，顶板上焊剪力钉，顶板标准宽度0.8m，底板宽3.389m，高2.45m。箱梁两侧混凝土悬臂长为3.655m。叠合梁两侧接钢筋混凝土连续梁。箱梁中间横隔梁采用空腹式桁架结构，间距4m。端支点横隔梁由两块30mm厚整板与支点竖向支承加劲肋等组成。槽形钢箱梁分节段制造出厂，在现场吊装后将节段焊接成型。匝道桥结构高架匝道桥除习友路跨金寨路地面道路P×013～P×020为（22.5+20+27+29.5+30+2×20）m钢结构桥梁外，其余均为预应力混凝土斜腹板箱梁，单箱单室，顶底板均设有单向横坡，纵向预应力体系。标准跨30m，13条匝道桥共包括21联共88跨，具体分步如下：1联2跨（习友1），5联3跨（E2，W2，E3，W3），8联4跨（习友1，E1，W2，E5，W5），4联5跨（W1，W2，E4，W4），2联6跨（E6，W6），1联7跨（习友1）。高架平行匝道桥除W2匝道桥外，均为等高度预应力箱梁，桥梁宽度8.5m；E1～E5，W1、W2～W5匝道桥梁高1.7m，挑臂长2.15m，标准段箱梁底宽3.0m；跨中腹板厚0.4m，墩顶腹板后0.6m；顶板厚0.22m，底板厚0.22～0.4m；挑臂端部高0.2m，根部高0.45m；中横梁宽2.0m，端横梁宽1.0m；斜腹板斜率为2.5。E6、W6匝道桥的梁高1.85m，斜腹板的斜率为2.8。习友路匝道桥预应力混凝土连续箱梁，桥宽8.0m，梁高1.7m，箱梁挑臂长1.9m，其它结构尺寸同E1匝道桥。匝道上主跨超过25m的均为预应力混凝土连续箱梁，梁高1.7～3.2m，桥宽8.5～9.55m，采用单箱单室，悬臂长2～2.25m，跨中底板厚0.22m，跨中腹板厚0.4m，墩顶腹板厚0.6m，中横梁宽2m，端横梁宽1.2m。钢筋混凝土箱梁除匝道的变宽段外，均为单箱单室，梁高1.7m，桥宽8～9.55rn，箱梁悬臂长2～2.25m，顶板厚0.22m，底板厚0.2～0.4m，腹板厚0.4m～0.6m，中墩横梁宽2m，边墩横梁宽1.2m。监测方案设计监测部位由于金寨路高架桥包括7.2km长的主线梁桥与13对匝道桥（6对匝道桥以及习友路上金寨路高架的匝道桥），以相邻伸缩缝之间的桥梁为一联计算，共包括主线梁桥64联231跨与匝道桥21联88跨，二者共计85联桥梁，数量较多；如何有效地监测该桥的结构安全，需要考虑不同因素的影响，提出影响其结构性能的主要因素，通过分析评估，提出监测方案设计的原则，选取关键的典型部位进行监测，实现对整体桥梁有效、可靠、经济的健康检测。跨度影响：统计了金寨路高架桥85联桥的跨度变化，桥梁包含的跨数从1跨到6跨（主线桥）或2跨到7跨（匝道桥），差异较大。从单跨最大跨度看，基本跨度为30m，但是主线桥中有7联（6联3跨，1联1跨）的单跨跨度不低于50m，最大跨度达68m。由于金寨高架桥梁结构的设计荷载等级均为城－Ａ级，显然，跨度越大，相同载荷作用下桥梁支座与跨中附近的内力与变形越大，是桥梁结构损伤的易发区域，在众多联桥梁中对较大跨度（如不低于50m）所在桥梁联所在联进行监测是桥梁健康监测的重点。每联包括的跨数：从结构形式看，金寨高架桥体系中以预应力钢筋混凝土连续箱梁桥为主。统计了金寨路高架桥85联桥的跨数变化情况，桥梁每联包含的跨数从1跨到6跨（主线桥）或2跨到7跨（匝道桥），差异较大。其中，有1联1跨（最大单跨跨度56m）的全焊槽形钢箱梁与预应力混凝土桥面板相叠合结构（望江路交口，二层）和1联7跨（22.5+20+27+29.5+30+20+20m）的钢结构连续箱梁弯曲匝道桥（习友路上匝道桥）。从这类桥梁结构受力特性与抵抗灾害的能力看，同一联桥中跨数越多，连续梁结构的跨数越多，结构的冗余度越大，抵抗意外荷载与作用的能力越高，单跨结构是静定结构，冗余度越小，所以，选择监测部位时对一联中跨数较少的联是桥梁健康监测的重点部位。桥梁线形：从金寨高架桥梁的桥形看，主线梁桥顺桥向以直线为主，平面或竖向曲率半径大，接近直线多跨连续桥梁，其受力比较简单规则。但是，匝道桥出现了平面曲率半径较小的弯扭曲梁，在桥梁自重、车辆荷载、温度等环境与外在因素以及支座的偏心布置等结构因素影响，这类弯扭桥梁的受力复杂，从国内外发生的众多城市高架桥梁的意外事故来看，弯扭桥梁是易发事故的部位，是健康监测的重点。结构所用材料：相同形式的连续梁桥，在箱梁截面外形尺寸接近时，钢筋混凝土箱梁刚度与自重最大，钢-混凝土叠合箱梁次之，纯钢结构连续箱梁最下。在相同车辆荷载作用下，结构可能产生的变形不同，钢结构连续箱梁的变形最大，钢筋混凝土箱梁的变形最小。结构布置对称均匀的受力好，不对称的受力复杂，容易出现损伤。立交的重要性：从桥梁的重要性以及发生损伤后对社会的影响看，三层立交中顶层桥梁发生事故后的影响要高于两层桥梁与路面，两层立交中的二层桥梁发生事故后的影响要高于路面。特别考虑地震因素对多跨简支梁桥的影响，地震作用下的桥梁的损伤特别落梁现象发生与桥梁结构的地震响应以及支座的变形能力与限位直接相关，桥梁桥墩越高，水平地震作用下对支座的变形能力要求越大。从系统可靠性角度出发，首先对系统中重要的，影响最大的，冗余度低的构件进行性能监测与控制，可以有效地提高系统的可靠性。基于金寨路高架桥结构的特点与上述分析，对金寨路高架桥的健康监测方案中监测部位的选择提出了如下原则：（1）高架主线桥梁为主，匝道桥为辅；（2）跨度越大、层数越多、跨数越少的联是优先考虑的对象；（3）纯钢结构连续箱梁为主，叠合结构桥梁次之，钢筋混凝土箱梁最后；（4）对匝道桥，弯扭桥梁所在联优先选择，弯扭桥梁中平面弯曲半径小，易发生整体落梁或损伤的优先级越高。通过前期对金寨路高架桥的实地考察以及对结构图纸的分析，基于上述设计原则，确定选取金寨路高架桥主线桥的4联（主线桥）与匝道桥的1联（习友路上匝道桥）为关键监测部位，具体包括：主线桥梁的4联：（1）习友路交叉（3跨，35m+50m+35m，三层）（2）祁门路交叉（3跨，35m+50m+35m，两层）（3）东流路交叉（3跨，35m+50m+35m，三层）（4）望江东路立交（1跨，56m，两层）匝道桥的1联：（1）习友路上匝道桥（7跨（22.5+20+27+29.5+30+20+20），钢结构连续箱梁，曲率半径最小，部分支座偏置）。监测部位的布置如图4.4.2-1所示。监测部位各自立交的现场情况如图4.4.2-2所示。图STYLEREF3\s4.4.2SEQ图\*ARABIC\s31金寨路高架桥监测桥联的位置情况（a）习友路立交（b）祁门路立交（c）立交东流路口（d）望江路立交（e）习友路上金寨高架匝道桥图STYLEREF3\s4.4.2SEQ图\*ARABIC\s32监测桥联的现场情况监测内容金寨路高架桥均是箱形截面的单跨或多跨连续梁桥。针对这种桥梁的结构特点，对选取的主线桥及匝道桥中共5个重点检测桥联，项目组确定的监测内容如下：（1）上部箱梁的竖向变形与扭转（每跨的跨中或/与边跨支座）；（2）箱梁控制截面的应变，（包括每跨跨中与最大跨两侧支座截面）；（3）上部结构的加速度响应（竖向为主）（每跨的跨中竖向与最大跨扭转）；（4）上部结构与桥墩在支座处的相对位移（弯扭桥的桥墩与上部结构在支座处）；（5）环境因素：桥梁的温度分布（应变测点处）。监测点数目和位置设计基于收集的金寨路高架桥相关资料的分析，对现场的实地考察与对结构受力的分析，项目组确定了具体的监测内容，针对这种桥梁的结构特点，对选取的主线桥及匝道桥共5个重点检测桥联，项目组建议的各类传感器的部署数目和位置如下。跨习友路口联桥金寨路高架桥跨越习友路口处是一联3跨（35m+50m+35m）连续箱形截面的3层立交。传感器的部署数目和位置如下：（1）上部结构的挠度（竖向位移）。各跨的跨中截面布设2个测点，选取一个边跨在同一侧监测桥墩处各设置一个测点，监测可能的竖向位移。共计8个测点。监测点位置如图4.4.3-1所示。（2）上部结构的加速度响应。包括顺桥向在桥梁一侧的每跨跨中布设1个竖向加速度测点（Az），中间跨度最大跨的跨中布设沿顺桥向测点（Ax）与横桥向测点（Ay），并在该跨另一侧跨中部位设置一个竖向加速度测点，共计6个测点。监测点位置如图4.4.3-2所示。（3）上部结构控制截面的应变。掌握上部结构在服役期间环境作用与车辆荷载作用下的内力变化情况，为结构安全评定提供依据。监测了每跨跨中截面与中间支座截面处的应变，每个控制截面布设4个应变仪，共计20个测点。监测点位置如图4.4.3-3所示。（4）上部结构的温度。监测了各应变测点处的温度，共计20个测点。监测点位置同图4.4.3-3所示。跨祁门路口联桥金寨路高架桥跨越望祁门路的主线桥是一联3跨（35m+50m+35m）的预应力钢筋混凝土箱形截面连续梁，2层。传感器的部署数目和位置如下：（1）上部结构的挠度（竖向位移）。各跨的跨中截面布设2个测点，选取一个边跨在同一侧监测桥墩处各设置一个测点，监测可能的竖向位移。共计8个测点。监测点位置如图4.4.3-4所示。（2）上部结构的加速度响应。沿顺桥向在桥梁的每侧的每跨跨中布设1个竖向加速度测点（Az），中间跨度最大跨的跨中布设沿顺桥向测点（Ax）与横桥向测点（Ay），共计8个测点。监测点位置如图4.4.3-5所示。（3）上部结构控制截面的应变。监测了每跨跨中截面与中间跨支座截面处的应变，每个控制截面布设6个应变仪，共计30个测点。监测点位置如图4.4.3-6所示。（4）上部结构的温度。监测了各应变测点处的温度，共计30个测点。监测点位置同图4.4.3-6所示。跨东流路口联桥金寨路高架桥跨越东流路的主线桥是一联4跨（40m+68m+40m+30m）连续箱形截面的3层立交。传感器的部署数目和位置如下：（1）上部结构的挠度（竖向位移）。各跨的跨中截面布设2个测点。共计8个测点。监测点位置如图4.4.3-7所示。（2）上部结构的加速度响应。包括顺桥向在桥梁一侧的每跨跨中布设1个竖向加速度测点（Az），68m跨的跨中布设沿顺桥向测点（Ax）与横桥向测点（Ay），并在该跨另一侧跨中部位设置一个竖向加速度测点，共计7个测点。监测点位置如图4.4.3-8所示。（3）上部结构控制截面的应变。监测了每跨跨中截面与最大跨支座截面处的应变，每个控制截面布设4个应变仪，共计24个测点。监测点位置如图4.4.3-9所示。（4）上部结构的温度。监测了各应变测点处的温度，共计24个测点。监测点位置同图4.4.3-10所示。望江东路立交金寨路高架桥跨越望江东路的主线桥是一联1跨（56m）箱形截面叠合箱梁简支梁，2层。传感器的部署数目和位置如下：（1）上部结构的挠度（竖向位移）。跨中截面与支座截面各布设2个测点。共计6个测点。监测点位置如图4.4.3-11所示。（2）支座处的相对位移（水平位移）。监测了左端支座处上部结构与桥墩之间沿顺桥向（Dx）与横桥向（Dy）的相对位移，右侧支座处上部结构与桥墩之间沿顺桥向（Dx）与横桥向（Dy）。共计5个测点。监测点位置如图4.4.3-11所示。（3）上部结构的加速度响应。包括跨中布设沿顺桥向测点（Ax）、横桥向测点（Ay），竖向加速度的测点（Az），在每端支座附近布置一个沿横桥向的加速度测点，共计6个测点。监测点位置如图4.4.3-12所示。（4）上部结构控制截面的应变。监测了跨中截面与每侧靠近支座截面处的应变，跨中截面布设4个应变仪，两侧各布置2个，共计8个测点。监测点位置如图4.4.3-13所示。（5）上部结构的温度。监测了各应变测点处的温度，共计8个测点。监测点位置同图4.4.3-13所示。习友路上匝道桥习友路上金寨路高架桥的匝道桥第二联是一联7跨（22.5m+20m+27m+29.5m+30m+20m+20m）的弯扭钢箱形截面连续梁，2层，中间弯曲段部分支座布设了一个支座，制作偏置。监测以中间的3跨为主。传感器的部署数目和位置如下：（1）支座处的相对位移（水平位移与竖向）。监测了中间3跨弯扭段的4个支座处上部结构与桥墩之间沿顺桥向（Dx）、横桥向（Dy）与竖向（Dz）的相对位移。共计7个测点。监测点位置如图4.4.3-14所示。（2）上部结构的加速度响应。监测了中间3跨弯扭段每跨跨中的竖向加速度测点（Az），第4跨的跨中布设沿顺桥向测点（Ax）与横桥向测点（Ay），共计6个测点。监测点位置如图4.4.3-15所示。（3）上部结构控制截面的应变。监测了中间3跨弯扭段每跨跨中截面与中间跨支座截面处的应变，每个控制截面布设4个应变仪，共计20个测点。监测点位置如图4.4.3-16所示。（4）上部结构的温度。监测了各应变测点处的温度，共计20个测点。监测点位置同图4.4.3-16所示。

图STYLEREF3\s4.4.3SEQ图\*ARABIC\s31金寨高架桥跨习友路口联桥竖向位移测点布置图图STYLEREF3\s4.4.3SEQ图\*ARABIC\s32金寨高架桥跨习友路口联桥加速度测点布置图图STYLEREF3\s4.4.3SEQ图\*ARABIC\s33金寨高架桥跨习友路口联桥应变与温度测点布置图图STYLEREF3\s4.4.3SEQ图\*ARABIC\s34金寨高架桥跨祁门路口联桥竖向位移测点布置图

图STYLEREF3\s4.4.3SEQ图\*ARABIC\s35金寨高架桥跨祁门路口联桥加速度测点布置图图STYLEREF3\s4.4.3SEQ图\*ARABIC\s36金寨高架桥跨祁门路口联桥应变与温度测点布置图图STYLEREF3\s4.4.3SEQ图\*ARABIC\s37金寨高架桥跨东流路口联桥竖向位移测点布置图图STYLEREF3\s4.4.3SEQ图\*ARABIC\s38金寨高架桥跨东流路口联桥加速度测点布置图图STYLEREF3\s4.4.3SEQ图\*ARABIC\s39金寨高架桥东流路口联应变测点布置图图STYLEREF3\s4.4.3SEQ图\*ARABIC\s310金寨高架桥东流路口联温度测点布置图图STYLEREF3\s4.4.3SEQ图\*ARABIC\s311金寨高架桥跨望江东路口联桥竖向位移测点布置图图STYLEREF3\s4.4.3SEQ图\*ARABIC\s312金寨高架桥跨望江东路口联桥加速度测点布置图图STYLEREF3\s4.4.3SEQ图\*ARABIC\s313金寨高架桥跨望江东路口联桥应变与温度测点布置图图STYLEREF3\s4.4.3SEQ图\*ARABIC\s314习友路上金寨高架桥匝道第二联桥竖向位移测点布置图图STYLEREF3\s4.4.3SEQ图\*ARABIC\s315习友路上金寨高架桥匝道第二联桥加速度测点布置图图STYLEREF3\s4.4.3SEQ图\*ARABIC\s316习友路上金寨高架桥匝道第二联桥应变与温度测点布置图测点布置汇总表STYLEREF2\s4.4SEQ表\*ARABIC\s21金寨路高架桥测点布置结果汇总表桥名传感器类型位置测点数量（个）备注跨习友路口联桥竖向位移8个Pm017~Pm018主跨跨中2位移Pm017~Pm018主跨Pm017桥墩1位移Pm016~Pm017边跨跨中2位移Pm016~Pm017边跨Pm016桥墩1位移Pm018~Pm019边跨跨中2位移加速度6个Pm017~Pm018主跨跨中左侧3X，Y，ZPm017~Pm018主跨跨中右侧1ZPm016~Pm017边跨跨中左侧1ZPm018~Pm019边跨跨中左侧1Z混凝土应变20个温度20个Pm017~Pm018主跨跨中4XPm017桥墩4XPm018桥墩4XPm016~Pm017边跨跨中4XPm018~Pm019边跨跨中4X跨祁门路口联桥竖向位移8个Pm070~Pm071主跨跨中2位移Pm070~Pm071主跨Pm070桥墩1位移Pm069~Pm070边跨跨中2位移Pm069~Pm070边跨Pm069桥墩1位移Pm071~Pm072边跨跨中2位移加速度8个Pm070~Pm071主跨跨中左侧3X，Y，ZPm070~Pm071主跨跨中右侧1ZPm069~Pm070边跨跨中2ZPm071~Pm072边跨跨中2Z混凝土应变30个温度30个Pm070~Pm071主跨跨中6XPm070桥墩6XPm071桥墩6XPm069~Pm070边跨跨中6XPm071~Pm072边跨跨中6X跨东流路口联桥竖向位移8个Pm106~Pm107主跨跨中2位移Pm105~Pm106边跨跨中2位移Pm107~Pm108边跨跨中2位移Pm108~Pm109边跨跨中2位移加速度7个Pm106~Pm107主跨跨中右侧2Y，ZPm105~Pm106边跨跨中右侧1ZPm107~Pm108边跨跨中左侧1ZPm108~Pm109边跨跨中左侧1Z混凝土应变24个温度24个Pm106~Pm107主跨跨中4XPm106桥墩4XPm105~Pm106边跨跨中4XPm107~Pm108边跨跨中4XPm108~Pm109边跨跨中4X跨望江东路口联桥竖向位移6个Pm159~Pm160跨中2相对位移Pm159桥墩2位移Pm160桥墩2位移横向位移3个Pm159右侧桥墩支座1位移Pm160左侧桥墩支座1位移Pm160右侧桥墩支座1位移纵向位移2个Pm159右侧桥墩支座1位移Pm160左侧桥墩支座1位移加速度6个Pm159~Pm160跨中左侧2X，ZPm159~Pm160跨中右侧1ZPm159左侧桥墩1YPm160.左侧桥墩1Y钢板应变与温度8个Pm159~Pm160跨中4XPm159桥墩靠跨中边侧2斜向Pm160桥墩靠跨中边侧2斜向习友路匝道桥第二联支座处竖向位移2个Px17桥墩1ZPx17桥墩箱梁底部外侧1Z支座处横向位移1个Px17桥墩外侧支座1X支座处纵向位移4个Px15桥墩外侧支座1YPx16桥墩外侧支座1YPx17桥墩外侧支座1YPx18桥墩外侧支座1Y加速度6个Px16~Px17跨中左侧1ZPx16~Px17跨中右侧3X，Y，ZPx15~Px16跨中右侧1ZPx17~Px18跨中右侧1Z钢板应变与温度20个Px16~Px17跨中4XPx15~Px16跨中4XPx17~Px18跨中4XPx16桥墩4XPx17桥墩4X派河大桥监测方案工程概况图STYLEREF3\s4.5.1SEQ图\*ARABIC\s31派河大桥效果图（1）总体设计派河大桥是环巢湖旅游大道跨越派河的主体工程，距派河入巢湖河口约100米处，桥梁起点位于肥西县杨杜圩，终点位于肥西县莲花圩。派河大桥包括主桥、引桥全长844米，桥跨布置为：3.0m（桥台）+11×30m（组合箱梁）+（54+130+54）m（钢箱拱桥）+9×30m（组合箱梁）+3.0m（桥台），其中主桥跨越派河河道及两侧大堤。派河大桥主桥跨径布置为（54+130+54）米，主桥全长238米，为飞雁造型钢箱拱圈三跨下承式系杆拱桥。主拱圈采用双片钢箱拱，主跨采用正交异性钢桥面板，边跨采用钢箱梁断面，主桥吊杆采用热挤聚乙烯高强钢丝拉索。全桥从立面上看为飞雁式造型，从横断面上看，配合风撑效果，呈门式造型。桥梁结构上，为创新型桥型，主桥全桥构成三跨连续梁受力体系，其中，主跨本身，为下承式系杆拱桥，系杆为刚性与柔性组合系杆。总体上来说，本桥属于梁拱组合体系桥梁。图STYLEREF3\s4.5.1SEQ图\*ARABIC\s32派河大桥建成图（2）拱圈设计拱圈为钢箱结构，在主跨处为拱式结构。拱圈下缘线为二次抛物线形，矢跨比为1:4。拱圈上缘线为二次抛物线与圆弧线的组合线型，具体线型布置为，在跨中处为拱圈下缘线的偏移线，跨中拱圈高度为2.2米，靠近中墩处采用半径150米的反切圆弧对拱圈上缘线进行过渡，顺接边跨。中墩处拱圈控制高度为5米，为突出全桥纤细特征，中墩处采用镂空处理，镂空后拱圈上下分叉均按照2.2米高度控制，局部采用小半径圆弧线进行过渡。横桥向，全桥由双片拱圈组成，拱圈间距为25.5米。双片拱圈间通过两片组合起来的门式风撑进行连接，保证拱圈的横向稳定性。单片拱圈主体部分拱圈高度为2.2米，拱脚处配合拱圈线型变化做加高处理。拱圈横向宽度为1.5米，宽度与系杆（钢纵梁）宽度一致。拱圈腹板厚度为20mm，顶底板厚度为20mm，拱脚处顶底板加厚至24mm。拱圈内部均采用I型加劲肋，加劲肋高度为170mm，钢板厚度为14mm，顶底板加劲肋间距为500mm，腹板加劲肋间距为600mm。拱箱内，顺桥向每隔3米设置一道横隔板，横隔板平面与拱轴线垂直，隔板厚度为20mm，隔板中心采用挖空处理，便于后期检修人员出入。挖空孔洞边缘采用长200mm、厚度12mm的钢板包裹一圈进行加劲处理。在吊杆处另外设置吊杆加劲隔板，与吊杆轴线方向一致。（3）主跨桥面系设计桥梁主跨桥面系采用正交异性钢桥面板结构形式。桥面板厚度为16mm，横桥向采用高强螺栓与钢纵梁（系杆）进行栓接。桥面板由4根I型小纵梁进行支撑，小纵梁梁高为1442mm，间距为5.1米，钢板厚度为20mm。小纵梁之间再设置U型加劲肋，U肋采用8毫米钢板压制成的U形闭口肋，闭口肋顶宽300mm，高280mm，底宽170mm，闭口肋的间距为600mm。横梁采用整板式的横隔板，分普通横梁及吊杆区横梁两种，其中吊杆区横隔梁间距为6.0m，中间布置普通横梁，距吊杆区横隔板3米。横梁厚度均为14mm，吊杆与钢梁的锚固结构为全焊结构。主跨钢箱梁共分为18个梁段，节段标准长度为6m，拱脚处节段长度为8m。梁段间钢结构工地接缝均为焊接。主桥边跨部分采用钢箱梁结构形式。主墩处梁高为5米，通过23.5米的二次抛物线过渡段，向边墩方向过渡至2.2米梁高。横桥向为单箱七室结构。其中外侧两室宽度为1.5米，与主跨钢纵梁对接，向内分别为宽度4.35米的两个箱室，其余三个箱室腹板间距均为5.1米。箱梁内腹板均为厚度16mm的钢板，顶底板厚度均为16mm，局部加厚至24mm。箱梁底板和腹板均采用I型加劲肋，加劲肋高度为150mm，采用厚度12mm钢板焊接，底板加劲肋间距为300mm，腹板为500mm。钢箱梁顶板处采用U肋加劲，与主跨U肋对接。纵桥向每隔4米设一道横隔板，横隔板为厚度12mm的钢板，在腹板处断开。横隔板中间做挖空处理，并在挖空边缘做局部加劲。另外与横隔板间隔2米处，还需做一道横肋进行局部加劲，横肋为I型构造，高度为600mm，采用厚度为12mm的钢板焊接。（4）边跨钢箱梁设计主桥边跨部分采用钢箱梁结构形式。主墩处梁高为5米，通过23.5米的二次抛物线过渡段，向边墩方向过渡至2.2米梁高。横桥向为单箱七室结构。其中外侧两室宽度为1.5米，与主跨钢纵梁对接，向内分别为宽度4.35米的两个箱室，其余三个箱室腹板间距均为5.1米。箱梁内腹板均为厚度16mm的钢板，顶底板厚度均为16mm，局部加厚至24mm。箱梁底板和腹板均采用I型加劲肋，加劲肋高度为150mm，采用厚度12mm钢板焊接，底板加劲肋间距为300mm，腹板为500mm。钢箱梁顶板处采用U肋加劲，与主跨U肋对接。纵桥向每隔4米设一道横隔板，横隔板为厚度12mm的钢板，在腹板处断开。横隔板中间做挖空处理，并在挖空边缘做局部加劲。另外与横隔板间隔2米处，还需做一道横肋进行局部加劲，横肋为I型构造，高度为600mm，采用厚度为12mm的钢板焊接。（5）钢纵梁设计本桥采用刚性与柔性组合系杆，即钢纵梁结构，作为主受力结构承受拱圈的水平推力，同时，也作为桥面系的加劲梁结构。钢纵梁梁高2.2米，宽1.5米。纵梁顶底板为24mm厚钢板，腹板为20mm厚钢板。钢纵梁顶底板均采用I型加劲肋，加劲肋高度为17mm，由直径14mm厚钢板焊接成。钢纵梁内设置四根体外预应力钢绞线，组成结构的柔性系杆体系。（6）主桥下部结构设计主桥主墩采用采用双柱式桥墩，桥墩中心线与支座中心线对齐。桥墩形式采用带扩大头的矩形截面桥墩。墩顶为7×7米断面形式，经过5米高的圆弧过渡段，过渡至5×5米断面形式。主墩基础采用承台接群桩基础。承台为直径14米、厚度为4米的圆形承台。左右墩柱的承台之间通过宽度4米的系梁进行连接，以提高基础的整体抗震性能。承台及系梁下共16根直径2米的钻孔灌注桩基础，桩基均按照摩擦桩进行设计。主桥过渡墩采用门式墩柱，桥墩纵桥向厚度为3米，横向每根墩柱宽5米，门式盖梁高度为2.5米。下部基础为承台接群桩基础。每根墩柱的承台为独立的，承台宽度8.5米，长12米，厚度为3米。过渡墩施工中，同时作为缆索吊装的边跨拉索锚点，因此设计中采用了三排桩设计，每个承台下设置6根钻孔灌注桩基础。（7）吊杆及系杆索本设计将吊杆、系杆索作为永久构件设计的同时要求吊杆、系杆索均具有可更换性。吊杆直接承受来自钢桥面的恒载、汽车及人群等活载，是下承式拱桥传力链中的重要一环。派河大桥沿桥轴水平向、吊点标准中心距为6m。横桥向在钢纵梁内设锚点，采用双侧吊杆，吊杆中心距为25.5m。吊索采用热挤聚乙烯高强钢丝拉索。吊索上端直接锚在拱箱内横隔板上。考虑到疲劳、吊装及可更换性，吊索设计安全系数取值为2.5。派河大桥系杆索由高强度低松弛镀锌预应力钢绞线制成，外包HDPE保护层。中跨系杆共8根，单侧4根，设在钢纵梁内，锚固在拱脚支座附近。钢绞线系杆索设计安全系数为2.5。（8）引桥设计要点引桥上部结构采用3×30、4×30和5×30米一联的预应力混凝土组合箱梁。小箱梁梁高1.6米，预制梁桥面宽为：中梁2.4米，边梁2.85米，底宽均为1.0米。引桥单幅四片小箱梁组成，湿接缝宽度为49.67cm。预制小箱梁采用C50混凝土，预应力采用低松弛高强度钢绞线，公称直径Φ15.2mm，标准强度fpk=1860MPa。预制箱梁正弯矩钢束采用M15-3、M15-4、M15-5圆形锚具及其配套的配件，预应力管道采用圆形金属波纹管；箱梁墩顶连续段处负弯矩钢束采用BM15-3、BM15-4、BM15-5扁形锚具及其配套的配件，预应力管道采用扁形金属波纹管。引桥下部结构采用桩柱式桥墩，肋板式桥台。两侧引桥均位于圆曲线上，下部墩台采用径向布置方式，箱梁折线布置，上部箱梁采用变梁长设计，并采用调整小箱梁的首、尾夹角以及外侧悬臂长度的方式，来满足路线线型需要。小箱梁中预应力管道通过调整跨中直线段长度来适应梁长需要。监测方案设计进行结构安全评估和损伤预测，需要较为密集地部署各类传感器，从而获得各类结构参数的细节数据。然而，考虑成本及安装条件等因素，宜对桥梁主要控制部位的关键结构参数进行基本监测。为保证桥梁在运营过程中的性能状态和安全性，需要对主桥进行安全监测，同时选择一联4跨弯形引桥进行监测。图STYLEREF3\s4.5.2SEQ图\*ARABIC\s31派河大桥主桥及引桥监测示意图(1)监测桥面系的竖向变形，获得其线型变化。主桥3跨及引桥4跨一侧跨中及支座、另一侧仅跨中，全桥共计25个监测点。(2)监测上部结构控制部位的加速度响应。主桥桥面系：主跨跨中一侧三个方向（沿竖向、顺桥向与横桥向）、另一侧一个方向（沿竖向），主跨1/4、3/4跨两侧一个方向（沿竖向），边跨跨中两侧一个方向（沿竖向）；主跨拱肋：拱顶一侧三个方向（沿竖向、顺桥向与横桥向）、另一侧一个方向（沿竖向），1/4、3/4跨拱肋两个方向（沿竖向、横桥向）。引桥四跨跨中桥面一侧一个方向（沿竖向）。共计29个加速度传感器。通过监测上部结构上述控制位置的动力响应，通过数据分析与处理，可以获得上部结构的自振特性，掌握结构振动频率、阻尼比的变化，从而判断上部结构特性的变化情况。(3)监测上部结构控制截面的应变变化，重点关注主跨跨中、拱脚以及边跨跨中。每个横截面上选择两侧腹板尽量靠近上下翼缘位置，分别测应变；边跨2个监测截面，每个截面上4个测点；主跨跨中截面共5个测点；主跨拱脚2个监测截面，每个截面上8个测点；共计29个测点。(4)监测不同部位的吊杆拉力，采用应变方法监测吊杆拉力变化。选择最短、最长吊杆以及二者之间的1根吊杆；每个拱平面内5根吊杆，全桥双拱共部署10个测点。(5)监测主桥不同位置的温度分布，共25个测点；监测桥梁的地震动输入，全桥共部署1台3向强震。

监测点数目和位置设计主桥监测图STYLEREF3\s4.5.3SEQ图\*ARABIC\s31派河大桥主桥挠度测点布置图图STYLEREF3\s4.5.3SEQ图\*ARABIC\s32派河大桥主桥加速度测点布置图图STYLEREF3\s4.5.3SEQ图\*ARABIC\s33派河大桥主桥加速度测点布置图图STYLEREF3\s4.5.3SEQ图\*ARABIC\s34派河大桥主桥吊杆拉力测点布置图图STYLEREF3\s4.5.3SEQ图\*ARABIC\s35派河大桥主桥温度与地面加速度测点布置图引桥监测图STYLEREF3\s4.5.3SEQ图\*ARABIC\s36派河大桥引桥测点布置测点布置情况汇总表STYLEREF2\s4.5SEQ表\*ARABIC\s21派河大桥传感器列表传感器类型位置测点数量（个）备注竖向位移25个主桥11轴桥面1位移主桥11~12轴跨中桥面2位移主桥12轴桥面1位移主桥12~13轴1/4跨桥面1位移主桥12~13轴跨中桥面2位移主桥12~13轴3/4跨桥面1位移主桥13轴桥面1位移主桥13~14轴跨中桥面2位移主桥14轴桥面1位移引桥3轴桥面1位移引桥3~4轴跨中桥面2位移引桥4轴桥面1位移引桥4~5轴跨中桥面2位移引桥5轴桥面1位移引桥5~6轴桥面2位移引桥6轴桥面1位移引桥6~7轴桥面2位移引桥7轴桥面1位移加速度28个主桥11~12轴跨中桥面2Z主桥12~13轴1/4跨桥面2Z主桥12~13轴1/4跨拱面4Y，Z主桥12~13轴跨中桥面4X，Y，Z，Z主桥12~13轴跨中拱面（两边）4X，Y，Z，Z主桥12~13轴3/4跨桥面2Z主桥12~13轴3/4跨拱面4Y，Z主桥13~14轴跨中2Z引桥四跨跨中桥面1*4Z应变29个1-1截面箱梁4X2-2截面拱脚4X2-2截面梁4X3-3截面梁5X，Y4-4截面梁4X4-4截面拱脚4X5-5截面箱梁4X吊杆拉力10个1,5,9,13,17号吊杆5*2温度，25个1-1截面箱梁2*4温度2-2截面拱脚及纵梁2*6温度3-3截面梁5温度地面加速度，3个地面加速度3X，Y，Z注：X-纵桥向，Y-横桥向，Z-竖向；引桥取其中一联（4跨）。环巢湖路跨南淝河大桥监测方案工程概况图STYLEREF3\s4.6.1SEQ图\*ARABIC\s31环巢湖路跨南淝河大桥总览图环巢湖路跨南淝河大桥位于巢湖北岸、派河流入巢湖口附近的环湖路上。桥梁总长为856m，跨河主桥由三跨组成，跨度为60m+100m+60m，主跨三跨为双塔矮塔斜拉桥，桥面为钢筋混凝土连续箱梁，桥面标准宽20m，引桥为钢筋混凝土箱型梁。桥梁示意参见下图。图STYLEREF3\s4.6.1SEQ图\*ARABIC\s32环巢湖路跨南淝河大桥主桥示意图图STYLEREF3\s4.6.1SEQ图\*ARABIC\s33环巢湖路跨南淝河大桥主桥桥墩图STYLEREF3\s4.6.1SEQ图\*ARABIC\s34环巢湖路跨南淝河大桥引桥示意图监测方案设计桥梁专家现场考察了环湖路南淝河大桥的现有状况并调研了相关图纸资料，在此基础上提出了该桥梁的监测方案。环巢湖路跨南淝河大桥包含多个桥梁结构类型。通过初步分析和现场考察，重点监测对象为主桥桥面连续梁部分，主桥桥塔，引桥的箱梁。由于引桥跨数较多，在主桥两侧各选择3跨，共计3联共9跨联桥作为监测对象，分别监测跨中位置的挠度和振动。主桥监测方案通过前期对环巢湖路跨南淝河大桥的实地考察以及对结构的初步分析，项目组建议各类传感器的部署数目和位置如下。（1）监测桥梁上部结构的竖向变形，获得上部箱梁结构的形状变化。在主跨的每个桥墩顶部各安装2个测点，两个边跨最外侧支座各安装1个测点，监测墩顶的竖向位移，共计6个监测点；主跨跨中2个测点；两个边跨跨中各2个测点，共计4个监测点；主跨1/4及3/4处个1个测点，共计2个监测点。主桥共计14个竖向变形监测点。参见图4.6.3-2。（2）监测上部结构控制部位的加速度响应，两个桥塔塔顶顶部三个方向2*Axyz（沿竖向、顺桥向与横桥向，6个加速度响应），主跨跨中截面沿两侧腹板的Axyz+Az（4个加速度响应）；边跨跨中截面沿两侧腹板的Az+Az（4个加速度响应）。共计14个加速度传感器。通过监测上部结构上述控制位置的动力响应，通过数据分析与处理，可以获得上部结构的自振特性，掌握结构振动频率、阻尼比的变化，从而判断上部结构特性的变化情况。监测节点部署位置如图4.6.3-6所示。（3）监测上部结构控制截面的混凝土应变变化，了解上部结构在服役期间环境作用与车辆荷载作用下的内力变化情况，判断上部结构的安全性；主跨跨中、主跨桥墩处共计3个横截面上选择两侧腹板上下位置，安装x方向的应变，每个截面上4个测点，共计12个测点。边跨拉索锚固结束端部截面腹板处布置x方向、z方向、斜方向共3个方向应变计，每个截面2个应变花共6个应变，两个截面共计12个应变计。监测节点部署位置如图4.6-8所示。应变测点安装在箱梁腹板上，测点中心位置参见图4.6.3-5。（4）监测两个桥塔塔顶顶部延桥纵向的倾角，每个桥塔监测x轴、y轴，共计4个。监测节点部署位置如图4.6.3-3所示。（5）监测两个桥塔两侧总共四组斜拉索的振动，选择其中四根最长的斜拉索，和四根中间长度的斜拉索，共计8个振动测点。通过振动测点数据可以换算出拉索的索力。监测节点部署位置如图4.6.3-4所示。（6）监测上部结构控制截面混凝土的温度分布，每个截面上4个测点，共计20个测点。（7）监测地面加速度Axyz，计3个加速度传感器。环巢湖路跨南淝河大桥全桥结构示意见图4.6.3-1。图STYLEREF3\s4.6.3SEQ图\*ARABIC\s31环巢湖路跨南淝河大桥总体结构

位移传感器图STYLEREF3\s4.6.3SEQ图\*ARABIC\s32环巢湖路跨南淝河大桥主桥位移传感器布置图倾角传感器图STYLEREF3\s4.6.3SEQ图\*ARABIC\s33环巢湖路跨南淝河大桥主桥倾角传感器布置图索力传感器图STYLEREF3\s4.6.3SEQ图\*ARABIC\s34环巢湖路跨南淝河大桥主桥索力传感器布置图应变传感器图STYLEREF3\s4.6.3SEQ图\*ARABIC\s35环巢湖路跨南淝河大桥主桥应变传感器布置图加速度传感器图STYLEREF3\s4.6.3SEQ图\*ARABIC\s36环巢湖路跨南淝河大桥主桥加速度传感器布置图温度传感器图STYLEREF3\s4.6.3SEQ图\*ARABIC\s37环巢湖路跨南淝河大桥主桥温度传感器布置图引桥监测方案引桥为总长630m的钢筋混凝土箱型梁，每跨跨度为30m，共计21跨。每跨由6个钢筋混凝土箱梁并列构成，桥总宽为22m。（1）监测引桥上部结构的竖向变形，获得上部箱型梁结构的形状变化。对主桥两侧的每一侧选择其中的一个连续3跨联桥面结构，在每跨跨中截面布置2个测点，共计6个竖向位移监测点。2座引桥竖向变形监测点总计12个。监测点布置如图4.6.4-1所示。（2）监测引桥上部结构控制部位的加速度响应，主跨跨中截面右侧Axyz（3个加速度响应）；边跨跨中截面布置1个Az（1个加速度响应），两个边跨对角布置，两边跨共计2个加速度响应。每座监测引桥布置相同，引桥加速度传感器总计10个。通过监测引桥上部结构上述控制位置的动力响应，通过数据分析与处理，可以获得上部结构的自振特性，掌握结构振动频率、阻尼比的变化，从而判断上部结构特性的变化情况。监测点布置参见图4.6.4-2。

位移传感器图STYLEREF3\s4.6.4SEQ图\*ARABIC\s31环巢湖路跨南淝河大桥引桥竖向位移传感器布置加速度传感器图STYLEREF3\s4.6.4SEQ图\*ARABIC\s32环巢湖路跨南淝河大桥引桥加速度传感器布置图测点布置汇总表STYLEREF2\s4.6SEQ表\*ARABIC\s21环巢湖路跨南淝河大桥传感器位置列表桥类型传感器类型位置测点数量（个）备注主桥竖向位移14个主桥主跨跨中2位移主桥边跨跨中2x2=4位移主桥主跨支座处桥面中央2x2=4位移主桥边跨支座处桥面中央1x2=2位移主桥主跨1/4跨、3/4跨各一个2位移加速度17个主桥主跨跨中左侧3X，Y，Z主桥主跨跨中右侧1Z主桥桥塔顶端3*2=6X，Y，Z主桥边跨跨中4*1=4Z混凝土应变24个主桥主跨桥塔处箱梁腹板4*2=8X方向主桥边跨拉索结束处腹板3*4=12X方向Y方向斜方向主桥主跨跨中腹板2*2=4X方向温度20个跨中截面3*4=12桥塔附近截面2*4=8索力8个最外侧索1*4=4索力中部索（第五组）1*4=4索力倾角4个桥塔顶部2*2=4Qx、Qy地面加速度3个桥侧地面3X，Y，Z引桥1竖向位移6个引桥主跨跨中2位移引桥边跨跨中4位移加速度5个引桥主跨跨中3X，Y，Z引桥边跨跨中2*1=2Z引桥2竖向位移6个引桥主跨跨中2位移引桥边跨跨中4位移加速度5个引桥主跨跨中3X，Y，Z引桥边跨跨中2*1=2Z传输网络建设方案传输网络设计与实现网络传输作为连接桥梁健康监测系统中前端传感网络和后端监测中心的中间链路，是整个项目中最为重要的支撑保障系统。本次项目的网络设计综合考虑了前端传感设备输出的数据量、数据类型，以及现场网络环境等因素，确保数据传输的安全、稳定、和实时传输。同时，网络传输的设计还要考虑到前端网络设备管理和维护的便捷性。网络设计原则网络的具体设计要考虑以下原则：（1）采用模块化设计，便于管理和维护。（2）由于监测数据量较大，为保障数据传输的实时性和可靠性，需要考虑传输网络的带宽和传输速度。（3）考虑到数据传输的稳定性，网络设计要充分考虑现有的网络环境因素。（4）尽量应用现场已有的通信网络，同时考虑传输线路的安全性；（5）遵循经济性原则，保障传输稳定性的同时，要尽量减少现场布线，例如将数据综合接入网尽量靠近测点，使传感器输出的微弱信号传输距离最短，减少干扰及复杂的信号传输线路。传输网络设备安装要求外场工作站部分设备如传输光端机、网络交换机、现场工控机等设备需要安装在专业机箱内，加之桥梁上工作环境恶劣，因此对外场工作站设备安装有如下要求：（1）工作站设备应可在野外环境气候条件下使用，因此必须配备专业防护机箱。机箱为全天候防风雨机箱，机箱的所有进出线孔应密封，达到海洋性气候环境防腐、防锈要求，防水、防尘达到防护等级IP65。可放置19″机架（网络交换机）、调制解调器、防雷电系统，排风系统等。（2）机箱及箱内所有附件和锁必须是不锈钢或铝合金材料（材料厚度不小于2mm），材料不变质，并且外观令人满意。门锁具有防盗、防破坏能力。（3）可维护性：设备应具有可维护性，所有的机架应便于从前面或后面进行维护。如工作站机箱内需要有电源单元，从外界的输入为220V±10%AC，单相50Hz电源，其输出应能满足机箱内所有单元的用电需要。并预留2个220VAC的插座，以供维修之用。外场工作站中设备应有防雷电装置，每一根引入线均应有相应的防雷电保险装置，以防雷击及浪涌电压，需进行安全保护接地，接地导体的连接采用焊接方式，符合我国有关接地系统规范的要求（接地电阻≤4Ω）。（4）若设备本身芯片达不到该地区工作温度要求，工作站机箱中应有通风装置，当机箱内温度过高时，通风装置自动启动排风降温。传输网络整体架构数据传输过程中涉及两部分传输网络：（1）前端传感网络传输：各类传感器实时采集桥梁结构、环境状态、载荷等各种静、动态响应信号，经综合接入网关汇聚后通过光纤交换机传输至前端预处理机进行信号处理。（2）广域网传输：前端传感器采集数据经综合接入网关汇聚后，有两种传输方式，可通过光纤以有线的方式传输到监控中心，也可以通过3G/4G路由器以无线的方式传输到监控中心，进行综合分析处理。视频数据由于数据量较大，采用有限传输的方式以保障传输速度和稳定性。视频信息直接传输至光纤交换机，通过运营商铺设的光纤网络传输到监控中心。图STYLEREF3\s5.1.3SEQ图\*ARABIC\s31系统整体架构图光纤交换机为什么还要接入一个交换机，两个功能分别是什么？前端的交换机是汇聚综合接入网关信号并进行光电的转换（如不用交换机也需要其他的光电收发转换装置）；汇聚点的交换机是汇聚整个桥梁的所有传感器信号，经前端预处理后统一发送；监控中心的交换机是汇聚所有被检测桥的信息；光纤交换机为什么还要接入一个交换机，两个功能分别是什么？前端的交换机是汇聚综合接入网关信号并进行光电的转换（如不用交换机也需要其他的光电收发转换装置）；汇聚点的交换机是汇聚整个桥梁的所有传感器信号，经前端预处理后统一发送；监控中心的交换机是汇聚所有被检测桥的信息；网络传输设备主要包括综合接入网关，前端预处理机、3G/4G路由器、交换机等。系统采用的综合接入网关可内置8路网关接入单元，每个网关接入单元可接收4路传感器信息预处理机、router、交换机分别说明一下功能和参数预处理机、router、交换机分别说明一下功能和参数。已经添加！！！（1）综合接入网关:汇聚传感器采集的桥梁结构、环境状态、载荷等各种静、动态响应信号。参数：A/D位数：14位；满度值:±5000mV；数采幅值精度：0.5%（F.S）；最高采样率：200Hz/500Hz；每台信号采集仪测点数：32测点；噪声:不大于0.3mvRMS。（2）前端预处理机：对传感器采集的信号进行前端预处理和现场存储。参数：双IEEE-1394，支持连接视觉检测装置；板载512KB电池备份SRAM；2个RS-232/422/485端口，带自动数据流控制；2个10/100/1000Base-TRJ-45端口，支持分组功能；双SSD/HDD，支持板载RAID0/1；无风扇设计，无内部接线；底板与电源接地间装有隔离保护。（3）无线路由器：连接有线和无线网络的通讯设备。参数：硬件设计：采用高性能工业级无线模块，高性能工业级32位通信处理器，采用金属外壳，保护等级IP30。金属外壳和系统安全隔离，特别适合于工控现场的应用；标准接口：提供标准RS232（或RS485/RS422）、以太网，可直接连接串口设备、以太网设备；智能型数据终端，上电即可进入数据传输状态；提供功能强大的中心管理软件，方便设备管理（可选）；软件功能：支持3G/HSPA/4GWAN连接方式；支持VPNclient（PPTP，L2TP，OPENVPN，IPSEC和GRE）（注：仅VPN版支持）；支持VPNsever（PPTP，L2TP，OPENVPN，IPSEC和GRE）（注：仅VPN版支持）；PPPoE服务器；支持DHCPserver及DHCPclient，DHCP捆绑MAC地址，DDNS，防火墙，NAT，DMZ主机，QoS，流量统计实时显示数据传输速率等功能；支持TCP/IP、UDP、FTP、HTTP等多种网络协议；支持SPI防火墙，VPN穿越，访问控制，URL过滤，等功能。（4）交换机：信号转发的网络设备。内网交换机：端口：24个100/1000Base-X千兆SFP端口，4个10/100/1000Base-T以太网端口，2个SFP+万兆端口；交换容量：368Gbps；包转发率：132Mpps。外网交换机：端口：24个10/100/1000Base-T以太网端口，4个1000Base-X千兆SFP端口；交换容量：256Gbps；包转发率：108Mpps。派河大桥网络设计方案传感器类型及数量派河大桥主桥为飞雁造型钢箱拱圈三跨下承式系杆梁拱组合桥，监测的重点是控制截面应变，控制部位加速度,面系的竖向变形，吊杆拉力。用到的传感器种类及数量见下表。表STYLEREF2\s5.2SEQ表\*ARABIC\s21派河大桥传感器类型、数量汇总表测量内容传感器类型主桥（通道）测点数引桥测点（通道）数测点数汇总挠度静力水准仪121325位移位移计000倾角倾角仪000应变振弦应变仪29029加速度加速度仪24428吊杆拉力振弦应变仪10010温度热电偶温度仪25025地震动强震仪303合计10317120网络硬件设备布设由于桥梁监测的类项较多，测点的体量较大，需要在前端布设大量不同的传感器和监控设备等数据采集设备。综合接入网关以及前端预处理机所在安装位置遵循经济性原则，同时保障数据传输的稳定性。因此，数据综合接入网关尽量靠近测点，减少现场布线，使传感器输出的微弱信号传输距离最短，减少复杂传输路线导致的信号干扰。派河大桥共有120个测点，涉及8类传感器。综合接入网关内置8路网关接入单元，最高可接入32路传感器信息，因此派河大桥共需5综合接入网关、1个前端预处理机、1个3G/4G路由器、6个交换机。综合接入网关的数据汇聚后可分别通过3G路由器（无线）和光纤交换机（有线）两种方式实时传输至监测中心。其中每个综合接入网关控制的传感器数量及种类见下表。表STYLEREF2\s5.22综合接入网关所控制传感器的种类和数量统计表采集器数量传感器数量备注（传感器类型）桥墩1（综合接入网关1）网关接入单元14静力水准仪：D1、D2、D3、D4网关接入单元24加速度传感器：3个，静力水准仪：D5是否考虑，不同是否考虑，不同传感器接口是否一样，能不能接到同一网关？应变、温度的传感器信号均不可以与其它混用，其它的可以混用；因此应变、温度的网关只接受应变、温度的信息。网关接入单元34加速度传感器：4个网关接入单元42索力传感器：2个网关接入单元54振弦应变仪：4个网关接入单元64振弦应变仪：4个网关接入单元74热电偶温度仪：4个桥墩2（综合接入网关2）网关接入单元14静力水准仪：D6、D7、D8、D9网关接入单元24加速度传感器：4个网关接入单元34索力传感器：3个，加速度传感器：1个网关接入单元44振弦应变仪：4个网关接入单元53振弦应变仪：3个网关接入单元64热电偶温度仪：4个网关接入单元73热电偶温度仪：3个桥墩3（综合接入网关3）网关接入单元14静力水准仪：D10、D11，索力传感器：2个网关接入单元24加速度传感器：4个网关接入单元33加速度传感器：3个网关接入单元44振弦应变仪：4个网关接入单元54振弦应变仪：4个网关接入单元64热电偶温度仪：4个网关接入单元74热电偶温度仪：4个桥墩4（综合接入网关4）网关接入单元14静力水准仪：D12，索力传感器：3个网关接入单元24加速度传感器：4个网关接入单元34加速度传感器：1个，强震仪：3个网关接入单元43振弦应变仪：3个网关接入单元53振弦应变仪：3个网关接入单元63热电偶温度仪：3个网关接入单元73热电偶温度仪：3个引桥（综合接入网关5）网关接入单元14静力水准仪：D1、D2、D3、D4网关接入单元23静力水准仪：D5、D6、D7网关接入单元33静力水准仪：D8、D9、D10网关接入单元43静力水准仪：D11、D12、D13网关接入单元54加速度仪：4个综合接入网、前端预处理机、3G路由器以及光纤交换机的具体位置见下图，其中前端预处理机、3G路由器以及光纤交换机集成在一个汇聚点（H），具体见下图：图STYLEREF3\s5.2.2SEQ图\*ARABIC\s31派河大桥网络所需硬件设备布设示意图繁华大道东延工程传感器类型及数量繁华大道东延工程主桥为独塔双索面塔梁墩固结体系斜拉桥，引桥为预应力混凝土多跨连续T梁桥，监测的重点是斜拉索索力，梁、塔的变形和振动。用到的传感器见下表。表STYLEREF2\s5.3SEQ表\*ARABIC\s21繁华大道东延工程传感器类型、数量汇总表测量内容传感器类型主桥测点（通道）数引桥测点（通道）数测点数汇总挠度静力水准仪12820位移位移计000倾角倾角仪404应变振弦应变仪32436加速度加速度仪25429索力加速度仪16016温度热电偶温度仪32032地震动强震仪303合计12416140网络硬件设备布设根据繁华大道东延工程的跨度尺寸以及结构特征，共设140个测点，除了监测静态响应和动态响应数据外，还将增加动态地磅监测车辆载荷。因此，繁华大道东延工程共加8车道的地磅数据后，是否需增加加8车道的地磅数据后，是否需增加网关数目？表STYLEREF2\s5.32东延工程综合接入网所控制传感器的种类和数量统计表采集器接入传感器数量备注桥墩1（综合接入网关1）网关接入单元14静力水准仪：4个网关接入单元24振弦应变仪:4个网关接入单元34加速度仪：4个网关接入单元44索力传感器：4个网关接入单元54热电偶温度仪：4个桥墩2（综合接入网关2）网关接入单元14静力水准仪：2，倾角仪：2网关接入单元24振弦应变仪:4个网关接入单元34振弦应变仪:4个网关接入单元44加速度仪：4个网关接入单元52加速度仪：2个网关接入单元64热电偶温度仪：4个网关接入单元74热电偶温度仪：4个桥墩3（综合接入网关3）网关接入单元13静力水准仪：3网关接入单元24振弦应变仪:4网关接入单元34加速度仪：4个网关接入单元44热电偶温度仪：4个网关接入单元54索力传感器：4个桥墩4（综合接入网关4）网关接入单元14振弦应变仪:4网关接入单元23加速度仪：3个网关接入单元34热电偶温度仪：4个网关接入单元44热电偶温度仪：4个网关接入单元54索力传感器：4个桥墩5（综合接入网关5）网关接入单元14静力水准仪：3个，加速度仪：1个网关接入单元22倾角仪：2个网关接入单元34振弦应变仪:4个网关接入单元44振弦应变仪:4个网关接入单元54加速度仪：4个网关接入单元64索力传感器：4个网关接入单元74热电偶温度仪：4个桥墩6（综合接入网关6）网关接入单元14振弦应变仪:4个网关接入单元23加速度仪：3个网关接入单元33强震仪：3个网关接入单元44热电偶温度仪：4个引桥（综合接入网关7）网关接入单元14静力水准仪：4个网关接入单元24静力水准仪：4个网关接入单元34振弦应变仪:4个网关接入单元44加速度仪：4个综合接入网、前端预处理机、3G路由器以及光纤交换机的具体位置见下图，其中前端预处理机、3G路由器以及光纤交换机集成在一个汇聚点（H）。图STYLEREF3\s5.3.2SEQ图\*ARABIC\s31网络所需硬件设备布设示意图环巢湖路跨南淝河大桥传感器类型及数量环巢湖路跨南淝河大桥主桥为双塔单索面塔梁固结矮塔斜拉桥，引桥为混凝土多跨连续箱梁桥，监测的重点是桥面连续梁挠度、振动和应力，塔的振动。用到的传感器见下表。表STYLEREF2\s5.4SEQ表\*ARABIC\s21环巢湖路跨南淝河大桥传感器类型、数量汇总表测量内容传感器类型主桥测点（通道）数引桥测点（通道）数测点数汇总挠度静力水准仪146x2=1226倾角倾角仪404应变振弦应变仪24024加速度加速度仪145x2=1024索力加速度仪808地震动加速度仪303温度热电偶20020合计8711x2=22109网络硬件设备布设有109个测点，共需6个综合接入网关，1个前端预处理机，1个3G/4G路由器、7个交换机。每个综合接入网控制的传感器数量及种类见下表。表STYLEREF2\s5.42综合接入网所控制传感器的种类和数量统计表采集器接入传感器数量备注桥墩1（综合接入网关1）网关接入单元14静力水准仪：4个网关接入单元24加速度仪：4个网关接入单元33加速度仪：3个网关接入单元44振弦应变仪:4个网关接入单元52倾角仪：2个网关接入单元64热电偶温度仪：4个桥墩2（综合接入网关2）网关接入单元14静力水准仪：4个网关接入单元24加速度仪：4个网关接入单元34振弦应变仪:4个网关接入单元44振弦应变仪:4个网关接入单元52倾角仪：2个网关接入单元64热电偶温度仪：4个桥墩3（综合接入网关3）网关接入单元14静力水准仪：4个网关接入单元24加速度仪：4个网关接入单元34振弦应变仪：4个网关接入单元44振弦应变仪：4个网关接入单元54索力传感器：4个网关接入单元64热电偶温度仪：4个桥墩4（综合接入网关4）网关接入单元14静力水准仪：2，加速度仪：2个网关接入单元24振弦应变仪:4个网关接入单元34索力传感器：4个网关接入单元44热电偶温度仪：4个网关接入单元54热电偶温度仪：4个引桥（综合接入网关5）网关接入单元14静力水准仪：4个网关接入单元23静力水准仪：2，加速度仪：1个网关接入单元34加速度仪：4个引桥（综合接入网关6）网关接入单元14静力水准仪：4个网关接入单元23静力水准仪：2，加速度仪：1个网关接入单元34加速度仪：4个综合接入网、前端预处理机、3G路由器以及光纤交换机的具体位置见下图，其中前端预处理机、3G路由器以及光纤交换机集成在一个汇聚点（H），具体见下图：图STYLEREF3\s5.4.2SEQ图\*ARABIC\s31网络所需硬件设备布设示意图G206路立交桥传感器类型及数量G206立主桥汤口路主线桥为三跨预应力钢筋混凝土连续箱梁桥，监测得重点是汤口路左右幅上部结构的变形、振动、应变，以左幅（TKZ）为主，右幅（TKY）为辅。A，B匝道桥为预应力混凝土多跨连续箱梁，监测的重点是A，B匝道弯扭段结构的变形、振动、应变与支座位移。用到的传感器见下表。表STYLEREF2\s5.51G20