桥梁在线监测系统

2020年5月

一、项目背景

交通网络日益发达，桥梁在网络中发挥着重要的连接作用。桥梁数目不断增加、结构形式愈渐复杂，这些对于桥梁的质量也提出了更高的要求。桥梁和大型建筑从施工到使用过程期间， 混凝土或钢结构的重点部位的受力、 变形以及受到荷载和温度变化等，都是影响其结构健康的因素。像广东省的虎门大桥桥面出现肉眼可见的“波浪式起伏”，引发广泛关注。经过专家组初步判断，沿桥跨边护栏连续设置1.2米高的水马（挡墙），改变了钢箱梁的气动外形，在特定风环境条件下，产生了桥梁涡振。而武汉鹦鹉洲大桥也经历了类似的晃动。随后专家研判认为，桥梁异常振动系特定风况引起，振幅在设计允许范围内，桥梁结构运行正常。所以专业人员进行桥梁的维护时，离不开桥梁结构的在线监测系统 。

桥梁在线监测系统让桥梁安装各类传感器和采集设备，就像医院给病人戴上24小时监测仪一样，这些传感器和采集设备，会实时将桥梁的结构状况、基础沉降、现场抓拍图等各种监测数据，通过互联网存储至云计算数据中心服务器中。然后通过展播将各种监测数据直观展现在专业人员面前，让其能够有科学依据的进行管理维护。

二、系统组成

桥梁在线监测系统由三大部分组成：数据采集子系统、数据传输子系统、数据处理子系统及预警平台。

1、数据采集系统：数据采集系统由机箱、数据采集终端、太阳能板、蓄电池、各类传感器（振动传感器、静力水准仪、应变传感器、裂缝计、索力传感器、温湿度传感器、风力、风向传感器等）、摄像机、防雷器等组成，采用太阳能供电，根据不同应用场合选择。

2、数据传输系统：数据传输系统将数据采集系统采集的数据通过2G/3G/4G/5G/LoRa/ZigBee等无线通讯方式发送至管理服务器进行处理。

3、数据处理系统及预警平台：数据处理系统对获取的相应数据进行及时的处理，在数据达到或者超过预设值时，及时提醒桥梁上的来往车辆注意，或对问题部位进行封闭处理，以及及时给专业人员提供准确数据，让其高效，快速的进行问题处理，避免不必要的损失。

三、系统功能

1、桥梁基础的稳定是确保桥梁安全运行的基本前提，对墩塔、梁体、供圈的变形和基础沉降进行监测，实时反馈桥梁结构的形态。

2、对桥面主要的断面进行检测，了解承力构件的受力情况。

3、索梁桥的索力会直接影响到桥梁结构的受力跟安全，桥梁在线监测系统能对索力进行监测，保证索力出现异常时能够第一时间发现。

4、年代久远的桥梁其质量的退化会影响结构振动特性的改变，因此我们使用振动传感器对桥梁动力特性及振动水平进行监测。

5、混泥土的路面，经常出现裂缝，有些裂缝只有车子经过时才会裂开，工作人员很难发现。安装我司的监测系统进行监测，及时发现问题进行处理，避免出现损失。

6、监测桥梁上的温湿度、风力、风向给与桥梁管理提供一些环境因素。 

7、可接摄像头，支持图片抓拍功能，提供一些违法车辆信息。

8、将监测采集的数据用“电视频道”的方式进行信息展播。

4.1、数据采集仪

1、准确性：测量数据精准、及时上传；运行状态数据安全可靠；

2、可靠性：24小时工作；传输系立完整；维护操作方便；实时监测桥梁数据；

3、先进性：选用了先进的通信技术和成熟稳定的智能化终端加上独特的数据处理控制技术，系统功能的扩展性强；

4、超低功耗：对于现场没有电源的监测点，可以采用太阳能电池板蓄电池系统对在线监测系统供电，采用了最先进的低功耗技术。 

5、长期存储：长期保存设定参数及历史数据，能够实时查看实时调用。