隨著智慧交通與結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)已逐漸往輕量化、集成化、無線化與智能化的趨勢發(fā)展。其中,傾斜與振動參數(shù)作為反映結(jié)構(gòu)安全與穩(wěn)定性的關(guān)鍵指標(biāo),已成為橋梁運營期監(jiān)測的重要內(nèi)容。
傾斜與振動一體化監(jiān)測,采用輕量化設(shè)計理念,集成高性能MEMS傳感器、低功耗數(shù)據(jù)采集模組及靈活的無線通信技術(shù),適用于各類橋梁結(jié)構(gòu)的實時姿態(tài)感知與響應(yīng)分析。系統(tǒng)具備高精度、快速響應(yīng)、安裝方便、遠(yuǎn)程運維等顯著優(yōu)勢,可有效滿足橋梁在服役過程中對結(jié)構(gòu)狀態(tài)變化的捕捉與風(fēng)險預(yù)警需求??山Y(jié)合其結(jié)構(gòu)特性與振動模態(tài)特征,在關(guān)鍵部位布設(shè)傳感器節(jié)點,通過有機的數(shù)據(jù)采集與傳輸網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)傾斜角與振動加速度的實時感知、遠(yuǎn)程上報與平臺可視化管理,為橋梁健康狀況評估與災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)提供了可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

一、監(jiān)測布點
1、傳感器布設(shè)原則應(yīng)遵循如下原則
(1)選擇的位置能盡可能全面地、精確地獲取結(jié)構(gòu)參數(shù)的信息;
(2)所選擇的位置有較好的抗噪聲干擾性能;
(3)布設(shè)數(shù)量和位置,應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)計算分析結(jié)果,選擇關(guān)鍵截面和部位布設(shè);
(4)能夠通過合理添加測點對感興趣的部分模態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)重點采集;
(5)所選的位置測得的響應(yīng)對結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化較為敏感;
(6)宜布置在結(jié)構(gòu)響應(yīng)最不利位置或已損傷位置;
(7)方便安裝和更換傳感器;
(8)盡量減少信號的傳輸距離。
2、測點位置應(yīng)至少包括
(1)梁橋:主跨跨中和1/4、3/4 跨、邊跨跨中和支座處;
(2)拱橋:主跨跨中和1/4、3/4 跨、主跨跨中和拱腳處;
(3)斜拉橋:主跨跨中和1/4、3/4 跨、邊跨跨中和索塔處;
(4)懸索橋:主跨跨中和1/4、3/4 跨、邊跨跨中和索塔處;
二、數(shù)據(jù)采集與傳輸
1、為實現(xiàn)橋梁傾斜與振動狀態(tài)的精準(zhǔn)監(jiān)測,系統(tǒng)需根據(jù)傳感器類型、布設(shè)數(shù)量及監(jiān)測區(qū)域分布,采用靈活的數(shù)據(jù)采集策略,主要包括一體化采集與匯聚化采集兩種模式
(1)一體化采集流程:傳感器輸出信號經(jīng)微處理器處理后,通過通信模塊直接與應(yīng)用層對接;
(2)匯聚化采集流程:通過邊緣網(wǎng)關(guān)支持的各種物聯(lián)接口,連接各種傳感器和終端,采用內(nèi)置的程序算法,將處理后的數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳至應(yīng)用層;
2、數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)應(yīng)具備自動采集和遠(yuǎn)程傳輸功能,并可實現(xiàn)遠(yuǎn)程配置和調(diào)整;
3、數(shù)據(jù)采集宜選用連續(xù)采集,必要時可選用觸發(fā)采集、定時采集等方式,采樣頻率應(yīng)滿足實時報警、數(shù)據(jù)應(yīng)用的要求。
4、數(shù)據(jù)采集模塊的功能設(shè)計應(yīng)滿足以下要求
(1)在無人值守條件下能連續(xù)采集數(shù)據(jù);(2)支持?jǐn)?shù)據(jù)實時同步采集;(3)數(shù)據(jù)采集程序具有自動緩存和斷點續(xù)傳功能;(4)具有故障自診斷和重啟功能;(5)具有遠(yuǎn)程控制功能,可按需設(shè)定數(shù)據(jù)采集時間;(6)具備完善的日志記錄功能,能夠記錄常見系統(tǒng)運行故障。
5、數(shù)據(jù)傳輸模塊的功能設(shè)計滿足以下要求
(1)應(yīng)保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊恢滦?、完整性、可靠性和安全性要求;?)可采用有線、無線或者兩者相結(jié)合的方式;(3)宜采用物聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議(常見的如HTTP、MQTT、LwM2M等)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,對于觸發(fā)采集的設(shè)備,應(yīng)定時發(fā)送設(shè)備狀態(tài)信息。(4)通過公網(wǎng)傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)時應(yīng)使用國家密碼管理部門批準(zhǔn)使用的算法進(jìn)行加密傳輸。

三、設(shè)備選型
設(shè)備選型應(yīng)充分考慮現(xiàn)場環(huán)境條件、結(jié)構(gòu)特性、施工難度與長期運行穩(wěn)定性,并優(yōu)先選擇具備防護(hù)等級高、功耗低、維護(hù)簡便的產(chǎn)品,以確保系統(tǒng)整體性能與后期運維效率。
中交路橋科技依托勘察、檢測(含特檢)、設(shè)計等傳統(tǒng)行業(yè)能力,可提供“檢、診、修、應(yīng)”的全生命周期綜合一體化服務(wù),推動城市安全風(fēng)險管理技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新、應(yīng)用創(chuàng)新,提升城市安全運行風(fēng)險隱患發(fā)現(xiàn)、防范、化解、管控的智能化水平,為推動城市安全發(fā)展提供堅實保障。在邁向智慧城市的新時代征程中,中交路橋科技有限公司將始終堅守安全底線,不斷完善和優(yōu)化城市安全運行綜合服務(wù)平臺,為城市的平穩(wěn)運行貢獻(xiàn)科技力量。