北斗公路边坡桥梁健康监测系统

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北斗公路边坡桥梁健康监测系统

发布时间: 2022-12-12 21:03

《交通强国建设纲要》提出推进北斗卫星导航系统应用，并在第六条安全保障完善可靠、反应快速中明确提出：完善交通基础设施安全技术标准规范，持续加大基础设施安全防护投入，提升关键基础设施安全防护能力。

商品信息

1.1.1.系统概述

《交通强国建设纲要》提出推进北斗卫星导航系统应用，并在第六条安全保障完善可靠、反应快速中明确提出：完善交通基础设施安全技术标准规范，持续加大基础设施安全防护投入，提升关键基础设施安全防护能力。《数字交通发展规划纲要》提出推动交通基础设施规划、设计、建造、养护、运行管理等全要素、全周期数字化。

我国是世界第一桥梁大国，公路桥梁超过85万座、城市桥梁超过7万座、大桥及特大桥超过10万座。近几年，桥梁因车辆超载、管养不足等造成的倒塌现象时有发生。桥梁建成后随着运营时间的推移，桥梁各构件将面临各种损伤及内力状态的改变，相应桥梁的刚度和承载能力就会出现不同程度的衰减，这些损伤和内力状态的改变如果能够被预先警告获知，并且及时进行适当的调整、维护、维修，就不会危及桥梁结构的运营安全，否则在长期疲劳下，多种因素耦合作用可能导致灾难性事故。

因此，利用北斗卫星导航、智能物联网、融合通信等技术对中、大型桥梁、边坡等交通基础设施运行状态进行健康监测是大势所趋，是智慧交通建设的一部分。交通基础设施健康监测系统的客户群体是高速公路运营管理单位，监测对象主要是中、大型桥梁、高边坡等，对表面位移监测有强烈需求的构筑物。

1.1.2.系统构成

交通基础设施健康监测系统是利用北斗高精度定位、视频监测、智能监控、物联网、智能采集等技术对长大桥、老旧危桥、高危边坡、危险隧道和涵洞等交通基础设施运行状态进行智能实时健康监测和人工智能预警，实现全生命周期的健康监测管理，是智慧交通建设的一部分。系统由外场监测感知设备、传输、桥梁边坡健康监测软件系统、用户展示几部分，通过各个层相互协调，实现系统的各种功能。

图3-2 交通基础设施健康监测系统组成图

1.1.3.桥梁边坡监测设备布设及传输

1.1.3.1.桥梁监测设备布设

1.桥塔位移

通过对桥塔顶点三维空间位置的变化进行监测，了解桥塔的位移情况和结构的稳定性，使受力分析更合理等，也可验证桥梁设计及施工工艺是否合理。

测点及断面布置：桥塔的位移测点布置在桥塔塔顶，基点布置在1km内的稳定基础上，共1个基点，4个测点，测点布置具体如下所示。

图2.2.3.1.1.1-1 桥塔位移监测测点布置

采集频率：对于GNSS，通过对GNSS接收机控制下达命令，实现对某一时刻卫星数据的接收，可进行实时桥塔位移监测，也可根据需求设置指定时间段进行采集，一般设置为2小时。

2.桥墩沉降及挠度监测

活载作用下，桥梁挠度是评价桥梁使用功能和安全性的重要指标之一，是桥梁整体刚度的重要标志。通过对桥梁挠度的监测，可以从整体上把握桥梁健康和安全状态。监测点及断面布置要求如下：

（1）基准点设置：压差式变形测量传感器的基点水箱需设置在稳定点。全系统通过智能控制获取同一时刻的测量值，以消除由于测量时间不一致而引起的量测误差。另外，为消除大气压、温度等的影响，应考虑在连通管中注入清洁、消毒、消应力的蒸馏水作为液体以克服毛细现象，并采用封闭的连通管测量系统，通过空气连接软管达到大气压力的均衡。在布设连通管系统时，优化纵向水管、基准点液面、测点处测量管液面三者之间的相对位置高度。通过最大限度地降低测量管的高度，并用温度传感器直接量测液体温度，加入温度改正系数以克服温度的影响。

（2）监测点布置：连通管测点布置在各跨跨中、支座处，支座位置同时作为沉降测点。

具体测点如下图所示。