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智慧桥梁、隧道
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桥梁在线监测系统


监测背景

              我国是个桥梁大国,据交通部 *新数据统计,我国约有75.71万座公路桥梁(不含市政桥梁)。影响桥梁的因素居多,人为因素、车辆长期超载、材料自身退化等,缺乏及时到位的管理养护导致结构各部分在远没有达到设计年限前就产生不同程度的损伤和劣化。损伤如果不能及时得到检测和维修,轻则影响行车安全和缩短桥梁使用寿命,重则导致桥梁突然破坏和倒塌。因此,建立一套针对桥梁的智能在线监测系统显得尤为迫切。


系统概述

               作为中国结构安全监测领导者,率先将结构健康监测与物联网结构体系、云计算、局域网/通讯网等多网无缝连接等技术结合,建立一套智能桥梁健康监测系统,为桥梁日常养护、管理和突发事件应急处置发挥重大作用。基于云计算服务中心的监测系统可容纳上万个桥梁、隧道、边坡等结构物的监测数据,形成区域性结构健康监测平台,实现区域内的所有结构 监控管理。



主要监测内容

              1.  几何线形监测和施工测量,包括:拱肋线形监测、主梁线形监测、主梁挠度监测、轴线偏移测量、拱座变位测量

              2.  拱肋应力应变监测

              3.  钢箱梁应力、应变观测

              4.  系杆锚固端应力集中位置应力应变监测

              5.  系杆索力监测

              6.  温度监测,包括:控制截面温度值和施工过程中环境温度值

              7.  材料参数测试等

              8.  施工过程稳定性的监测


监测示意图

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监测项目一览表


监测项

设备名称

应力应变

内埋/表面式应变计

索力

磁通量传感器/加速度计

振动加速度

磁电式振动传感器

变形位移

GNSS、盒式固定测斜仪

沉降/挠度

压差式变形测量传感器

裂缝

裂缝计

伸缩缝

裂缝计

温湿度

温湿度传感器

车辆荷载

动态称重系统

桥梁视频

红外网络高速球机

风速风向

风速风向仪

地震

磁电式振动传感器


监测依据

        《建筑与桥梁结构监测技术规范GB50982-2014》

        《公路桥梁结构安全监测系统技术规程》


实现功能

              1.  24小时实时监测:对桥梁变形、受力、环境等全自动化在线监测,实时掌握桥梁整体施工/运行的安全状态。

              2.  多重分级预警:数据异常时,系统会触发相应三级报警机制, 时间以短信、传真、广播等形式通知用户。

              3.  应急预案处理:从专家库直接提取相应处理办法,及时采取人员介入、封锁道路等办法,将安全隐患消除在萌芽状态。

              4.  结构损伤机理研究:对结构损伤机理的宏观分析、结构变形及破坏趋势研究、归纳演绎。

              5.  提供参考依据:监测数据的存储,为今后同类工程设计、施工提供类比依据。

              6.  行业规范标准形成:制定出适合结构健康监测的安全评价标准体系,形成行业标准规范。


隧道在线监测系统


监测背景

                          近些年来,高速、高铁等基础设施建设事业的快速发展,我国隧道建设工作进入了迅猛发展时期,随之而来的各种隧道事故也频频发生。隧道穿越的山体工程地质及水文地质等条件复杂多变,既有隧道受修建时期的设计与施工技术条件的限制,早期修建的隧道经常出现隧道拱顶开裂、边墙开裂、拱顶空洞、衬砌损坏、隧道渗漏水、隧道冻害、围岩大变形等隧道的健康问题变得日益突出,如何对现役营运隧道或新建隧道进行健康诊断和病害与灾害预防和控制就显得极为重要。


系统概述

                           作为中国结构安全监测领导者,率先将结构健康监测与物联网结构体系、云计算、局域网/通讯网等多网无缝连接等技术结合,建立一套智能隧道健康监测系统,为隧道日常养护、管理和突发事件应急处置发挥重大作用。基于云计算服务中心的监测系统可容纳上万个隧道、桥梁、边坡等结构物的监测数据,形成区域性结构健康监测平台,实现区域内的所有结构 监控管理。


主要监测内容

                          1.  围岩及支护状态的观察描述

                          2.  地表沉降

                          3.  隧道拱顶沉降

                          4.  隧道收敛监测

                          5.  附近的建筑物倾斜监测

                          6.  孔隙水压力监测

                          7.  支护土压力监测

                          8.  土体垂直位移监测

                          9.  土体水平位移监测


监测示意图

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监测项目一览表


监测项

设备名称

净空收敛

激光测距仪

拱顶下沉

激光测距仪

地表下沉

压差式变形测量传感器

地表建筑物沉降

压差式变形测量传感器

钢架内力及外力

钢筋计/应变计

锚杆轴力

钢筋计

围岩压力

土压力计

两层支护间压力

土压力计

支护、衬砌内应力

内埋式应变计

围岩体内部位移

多点位移计

地表建筑物倾斜

盒式固定测斜仪

地表建筑物裂缝

裂缝计



监测依据

                    《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009)

                    《公路隧道施工监测就技术规范》(征求意见稿)

                    《铁路隧道监控量测技术规程》(B10121-2007)

                    《铁路隧道监控量测技术规程》(Q/CR9218-2015)


实现功能

                          1.  24小时实时监测:对隧道变形、受力、环境等全自动化在线监测,实时掌握隧道整体施工/运行的安全状态。

                          2.  多重分级预警:数据异常时,系统会触发相应三级报警机制, 时间以短信、传真、广播等形式通知用户。

                          3.  应急预案处理:从专家库直接提取相应处理办法,及时采取人员介入、封锁道路等办法,将安全隐患消除在萌芽状态。

                          4.  结构损伤机理研究:对结构损伤机理的宏观分析、结构变形及破坏趋势研究、归纳演绎。

                          5.  提供参考依据:监测数据的存储,为今后同类工程设计、施工提供类比依据。

                          6.  行业规范标准形成:制定出适合结构健康监测的安全评价标准体系,形成行业标准规范。

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