无损检测技术 课件 5.1桥梁远程监测技术

模块五远程监测技术任务5.1桥梁监测技术《无损检测技术》目录目录ContentsContents23桥梁在线监测系统的构成14桥梁在线监测实施案例其他结构监测实施案例桥梁在线监测概述桥梁在线监测概述

工程物联网在线监测系统：基于3/4G、物联网、计算机信息技术、传感器、嵌入式软/硬件、无线通信等技术而建立起来的一套远程实时在线监测系统。系统通过传感器数据采集、数据传输设备实时采集各种监测对象的变形、环境等数据，并对监测数据进行统一处理、分析、评估及预警。桥梁在线监测系统构成-技术对比类别传统监测在线监测时效性很难保证数据稳定，尤其在恶劣天气条件下不受天气影响实时自动监测连续性前后数据连续性及可比性较差前后数据连续，数据相关性、可靠性较高分析评估数据繁琐复杂，缺乏专业人才，分析困难数据准确可靠，大数据处理分析成本投入庞大的人力物力及时间用于采集数据自动化采集，减少人员投入采集时间采集频繁，工作量大（每次都需要人工到现场采集）随时自动周期性采集监测数据，高效便捷。安全性恶劣环境下对于监测人员的安全很难保证专用设备远程采集数据，无需人工干预，安全稳定桥梁在线监测系统构成-架构感知层：通过传感网络获取桥梁结构的各种参数信息，是整个系统的核心。网络层：主要实现数据的转发和传送。应用层：对网络层传递的数据进行收集、存储和管理。

架构目录目录ContentsContents23桥梁监测系统的构成14桥梁在线监测实施案例其他结构监测实施案例桥梁在线监测概述桥梁在线监测概述2019年10月10日，无锡一高架桥发生侧翻，造成3人死亡，2人受伤，直接经济损失823.1万。

无锡高架桥侧翻事故（单柱式桥墩梁式桥）事故原因：两辆重型平板半挂车严重超载、间距较近，偏心荷载引起的失稳效应远超桥梁上部结构稳定效应，造成桥梁支座系统失效；梁体和墩柱之间产生相对滑动和转动，从而导致梁体侧向滑移倾覆触地。桥梁在线监测概述2007年8月13日，湖南堤溪沱江大桥施工过程中发生坍塌，造成64人死亡、4人重伤、18人轻伤，特别重大事故。

湖南堤溪沱江大桥坍塌事故（大型四跨石拱桥）事故原因：建筑材料未满足规范、设计要求，工序施工不合理，降低了拱圈砌体的整体性和强度。桥梁在线监测概述2013年2月1日8时57分,连霍高速义昌大桥发生烟花爆竹爆炸事故，导致义昌大桥部分坍塌，造成13人死亡，9人受伤，直接经济损失7632万元。

连霍高速义昌大桥坍塌事故事故原因：货车违规装载爆炸物，紧急刹车引发爆炸，桥梁质量原因？桥梁在线监测概述2018年7月28日晚9：45分，眉山市彭山区岷江大桥发生部分垮塌。垮塌前30分钟监测人员发现大桥出现位移，当地立即启动应急预案，交警和派出所对大桥实施双向封闭，禁止通行，垮塌现场无人员伤亡。桥梁在线监测概述

桥梁在线监测系统基于物联网感、传、知、用等技术，在桥梁结构关键部位部署各种传感器、数据采传等设备，通过有线及无线结合方式将监测数据实时传输至云平台，平台对监测数据进行处理、分析、评估，为桥梁在特殊气候、交通条件下或桥梁运营状况异常严重时发出预警信号确保桥梁长期安全运营。桥梁在线监测系统概述-监测参数监测类别监测参数监测设备安装位置结构响应静挠度静力水准仪边、主跨跨中，主跨4等分点倾斜倾角仪桥墩顶部裂缝裂缝计代表性裂缝处应变振弦式应变计主梁、桥墩等振动加速度传感器边、主跨跨中，主跨4等分点动挠度作用车辆荷载动态称重系统+抓拍桥台外道路风速、风向风速风向仪主跨跨中桥面结构温度埋入式温度计主梁地震加速度传感器桥墩底部环境温湿度温湿度计梁体附近降雨量雨量计桥梁附近桥梁在线监测概述-监测依据标准类型标准名称标准类型标准名称国家标准建筑与桥梁结构监测技术规范（GB50982-2014）地方标准河南省-公路混凝土梁式桥长期监测和预警技术规范（DB41/T1679-2018)国家标准城市轨道交通设施运营监测技术规范（GB/T39559.2-2020）地方标准上海市-桥梁结构监测系统技术规程（DGTJ08-2194-2016）学会标准结构在线监测系统设计标准（CECS333:P2012）地方标准江苏省-桥梁结构在线监测系统设计规范（DB32/T3562-2019)学会标准大跨桥梁结构在线监测系统预警阈值设置标准（T/CECS529:2018)地方标准重庆市-桥梁结构在线监测系统实施和验收标准（DBJ50/T-304-2018)学会标准结构在线监测系统运行维护与管理标准（T/CECS652-2019）地方标准河北省-混凝土桥梁结构在线监测系统设计与维护指南（DB13/T2548-2017)学会标准公路桥梁结构在线监测系统施工质量检验与评定指南（在编）地方标准山西省-连续梁（刚构）桥在线监测技术规程（DB61/T1037-2016）行业标准公路桥梁结构监测技术规范（JTT1037-2022）地方标准山区公路混凝土桥梁结构安全风险监测指标体系设计与预警技术指南（DB51/T2794-2021）目录目录ContentsContents2314桥梁在线监测实施案例其他结构监测实施案例桥梁在线监测概述桥梁在线监测系统构成桥梁在线监测系统构成-拓扑图桥梁在线监测系统构成-传感器振弦式传感器静力水准仪加速度传感器倾角仪裂缝计埋入式温湿度计风速风向仪雨量计温湿度计激光位移计桥梁在线监测系统构成-采集传输多功能数据采集仪SEN-IMTS-BSEN-IMTS-B主要用于现场数据采集，调理和无线传输，为远程监测1oT系统的现场控制模块。数据采集仪最大负载传感器64个；采用总线式连接大量减少现场布线，降低成本；兼容国内外物联网领域多种传感器；体积小巧、可靠性高，功耗低，性能稳定；内置传感器算法库，设备配置简单明了；配套可视化的数据服务与管理软件；支持远程配置设备，随机了解设备状态。

桥梁在线监测系统构成-采集传输终端系统-基本设置终端系统-采集设置终端系统-数据视图桥梁在线监测系统构成-采集传输终端系统-基本设置终端系统-采集设置云端系统-设备统计云端系统-管理中心云端系统-采集设置云端系统-数据视图桥梁在线监测系统构成-采集传输多功能动态采集仪SEN-IMTS-VSEN-IMTS-V主要用于现场动态数据采集，调理和无线传输，为远程监测1oT系统的现场控制模块。1.处理器：四核Cortex-A72(ARMv8)，1.5GHz；2.内存：4GLPDDR4；3.通讯方式：2G/3G/4G，以太网；4.通道：8路同步采样输入；5.分辨率：16位；6.最大采样率：200Hz；7.电压输入范围：±10V、±5V；8.工作电压：9～24VDC。

桥梁在线监测系统构成-采集传输多功能数据采集仪SEN-IMTS-DWSEN-IMTS-DW主要用于现场数据采集，调理和无线传输，操作极简化、使用便捷的数据采集仪。操作极为简单，手机端展示，通用便捷。二维码扫描登录，省去APP和系统平台。历史数据本地化存储，64G存储空间，WiFi连接下载。DW型采用匹配低功耗LORA数据通信模块，支持长期数据监测；手机作为主要操控平台，扫码登录、实时监测数据展示、采集频率、预报警设置登功能；主要匹配传感器：倾角仪、裂缝计、激光位移计等。桥梁在线监测系统构成-无线传输LORA无线传输模块

SC-JC-LRSC-JC-LR低功耗无线通信模块通过Lora通信模块进行配置组网，1主站配置多子站。超低功耗（1mw），定时休眠，持续工作时间1年；对接子站数量16个，可扩展至32、64个；传输距离3千米，数据稳定；可靠性高，防护好，适宜长期野外使用；使用方便，操作简单。桥梁在线监测系统构成-快速监测快速监测系统快速监测仪由多功能数据采集仪（DW型）、配置低功耗无线传输模块、传感器、物联网卡、数据采集分析软件组成，匹配对应传感器可快速监测并记录被测物的倾斜、位移、裂缝、地下水位等参数数据。精度高，可靠性好即插即用，操作简单可长期监测并记录数据手机扫码获取实时数据振弦数据模块振弦数据模块是振弦式传感器激励、频率读取、温度转换的专业化读数模块，具有多种激励方法、传能够测量传感器信号质量、频率、频模、温度。体积小、精度高、稳定可靠；可测量绝大多数厂家的弦式传感器；2种测量模式：连续测量、单次测量；多种激励方法：高压激励、低压扫频。桥梁在线监测系统构成-振弦采集桥梁在线监测系统构成-软件平台

升拓工程物联网在线监测系统软件平台是一套面向用户的多源信息处理、系统展示的监测系统，同时可对桥梁、隧道、边坡、大坝、尾矿库等监测对象的监测数据进行分门别类的数据及曲线展示，具有展示效果直观、软件操作便捷等优点。安全评价数据管理实时监测报表管理工程信息设置主要功能：系统管理桥梁在线监测系统构成-软件平台

该软件平台采用B/S体系结构，以.NET为开发平台，平台通过BIM技术实现结构质量状况三维可视化展示。采取统一数据管理、统一角色管理、统一用户登陆、统一界面风格，构成一个开放统一的平台，构建分层的在线安全监测系统。BQIM可视化展示web与APP版随时可使用一体化展示平台预报警信息可采用页面显示及邮箱推送监测结构GIS地理定位功能主要特点：桥梁在线监测系统构成-软件平台BIM可视化展示支持二维平面和BIM模型，可通过BIM实现被测结构三维可视化展示和管理。一体化展示平台一个账户可实现对不同设施结构同时进行监测，不同结构不同项目不必重复采购安装监测软件。定制拓展

根据用户需求，可二次开发定制。实时预警与信息上报当系统监测到异常状况发生时，可实时进行分级告警，同时可以通过软件界面、短信或电子邮件等形式向管理者上报，以便及时采取应对措施。监测结构GIS地理定位功能桥梁在线监测系统构成-软件平台实时监测界面历史曲线查询安全评价界面报表管理界面工程信息界面系统设置界面目录目录ContentsContents2314桥梁在线监测系统的构成其他结构监测实施案例桥梁在线监测概述桥梁在线监测实施案例桥梁在线监测实施案例北京某物流基地桥梁在线监测园区包含4车道的行车路面与卸货平台，主体结构为梁板结构，长约527m，宽16m，上下平台道路各约50m。因大吨位物流运输车随着业务量增长急剧增加，易造成桥面路面承载量过大，大大加重了桥面路面的负荷，导致桥梁发生不正常变形。连续刚构桥桥梁在线监测实施案例桥梁在线监测实施案例监测参数监测设备数量安装位置结构应力/应变振弦式应变计55个主梁跨中梁底部挠度、沉降磁致式静力水准仪36个主梁跨中梁侧面裂缝裂缝计4个超限裂缝处振动加速度传感器4个主梁跨中梁侧面温湿度温湿度计4个主梁侧面该桥梁监测参数及设备统计表桥梁在线监测实施案例桥梁在线监测实施案例桥梁在线监测实施案例振弦式应变计磁致式静力水准仪加速度传感器桥梁在线监测实施案例重型货车驶过，测点（020114）应变突变82με。桥梁在线监测实施案例根据曲线的变化特点判断现场车辆经过状态。桥梁在线监测实施案例应变曲线与温度曲线对比桥梁在线监测实施案例加速度曲线（电压值）桥梁在线监测实施案例川高系统-白沙沟大桥监测该桥位于京昆高速攀西，桥长265.2m，桥面总宽22.55m，行车道宽20.00，无人行道下部结构桥台采用桩柱式台；主桥单幅1根主拱肋，拱肋为现浇混凝土箱型肋拱，拱肋为单箱双室截面，箱高2.7m，箱宽6m，桥面板为预应力混凝土空心板，板长为14.2m，板高为80cm，横向设置7片空心板，其下部结构采用组合拱座。大跨度拱桥桥梁在线监测实施案例监测参数监测设备数量安装位置裂缝裂缝计10个主梁跨中梁底部倾斜倾角仪6个拱顶、主拱圈1/4、3/4截面个各布设1个振动加速度传感器6个拱顶、四分点处各布设1个温湿度温湿度传感器2个拱顶立柱内侧布设1个白沙沟大桥监测参数及设备统计表桥梁在线监测实施案例白沙沟大桥左幅监测布点图白沙沟大桥右幅监测布点图白沙沟大桥裂缝监测布点图桥梁在线监测实施案例桥梁在线监测实施案例桥梁在线监测实施案例川高系统-城门洞大桥监测该桥位于京昆高速，桥长359.94m，桥面总宽23m，行车道宽2000m，左幅跨径组合为装配式后张法预应力混凝土简支T梁连续刚构装配式后张法预应力预应力混凝土简支T梁，右幅跨径组合为2×30m装配式后张法预应力混凝土简支T梁+连续刚构装配式后张法预应力混凝土简支T梁，主桥为连续刚构体系，为正交曲线桥梁。桥下净空高105m。大跨度刚构桥桥梁在线监测实施案例监测参数监测设备数量安装位置裂缝裂缝计20个代表性裂缝处倾斜倾角仪12个