一、監測布點
1.傳感器布設原則應遵循如下原則:
(1)選擇的位置能盡可能全面地、精確地獲取結構參數的信息;
(2)所選擇的位置有較好的抗噪聲干擾性能;
(3)布設數量和位置,應根據結構計算分析結果,選擇關鍵截面和部位布設;
(4)能夠通過合理添加測點對感興趣的部分模態進行數據重點采集;
(5)所選的位置測得的響應對結構參數的變化較為敏感;
(6)宜布置在結構響應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.測點位置應至少包括:
(1)懸索橋監測測點應按主跨8分點布設;
(2)斜拉橋應按主跨4分點、邊跨跨中布設,主跨跨徑大于500米的宜增加監測測點;
(3)梁橋應按主跨4分點、邊跨按跨中布設,跨中下撓較大的梁橋,可在下撓較大區域增設監測點;
(4)中、下承式拱橋宜對主梁開展豎向位移監測,上承式拱橋宜對主拱圈開展豎向位移監測;
(5)寬幅橋面、中央索面或其他具有扭轉監測需求的主梁,宜在左右幅同一斷面外側布設監測測點。
二、數據采集與傳輸
1.根據橋梁感知方法、傳感器數量和測點位置分布,數據采集模式可采用基于微處理器的一體化采集或基于邊緣網關的匯聚化采集。
(1)一體化采集流程:傳感器輸出信號經微處理器處理后,通過通信模塊直接與應用層對接;
(2)匯聚化采集流程:通過邊緣網關支持的各種物聯接口,連接各種傳感器和終端,采用內置的程序算法,將處理后的數據統一上傳至應用層;
2.數據采集與傳輸系統應具備自動采集和遠程傳輸功能,并可實現遠程配置和調整;
3.數據采集宜選用連續采集,必要時可選用觸發采集、定時采集等方式,采樣頻率應滿足實時報警、數據應用的要求。
4.數據采集模塊的功能設計應滿足以下要求:
(1)在無人值守條件下能連續采集數據;
(2)支持數據實時同步采集;
(3)數據采集程序具有自動緩存和斷點續傳功能;
(4)具有故障自診斷和重啟功能;
(5)具有遠程控制功能,可按需設定數據采集時間;
(6)具備完善的日志記錄功能,能夠記錄常見系統運行故障。
5.數據傳輸模塊的功能設計滿足以下要求:
(1)應保障數據傳輸的一致性、完整性、可靠性和安全性要求;
(2)可采用有線、無線或者兩者相結合的方式;
(3)宜采用物聯網傳輸協議(常見的如 HTTP、MQTT、LwM2M等)進行數據傳輸,對于觸發采集的設備,應定時發送設備狀態信息。
(4)通過公網傳輸監測數據時應使用國家密碼管理部門批準使用的算法進行加密傳輸。
三、設備選型
【公路橋梁結構監測技術規范(JT/T 1037-2022)】斜拉橋、梁橋和拱橋主梁豎向位移監測可選用基于連通管原理的壓力變送器等,壓力變送器監測最大允許誤差宜不大于2 mm,將安裝、調試后監測儀器的初始值作為測量基準值,并應定期進行溫度修正和補液,壓力變送器技術指標宜符合 JG 882 的相關規定:也可選用其他類型滿足量程、精度、分辨力要求的位移傳感器;
【JGJ82016建筑變形測量規范】一組靜力水準測量系統可由一個參考點和多個監測點組成。當采用多組串聯方式構成觀測路線時,在相鄰組的交接處,應在同一建筑結構的上下位置設置轉接點。當觀測范圍小300m,且轉接點數不大于 個時,可將一端的參考點設置在相對穩定的區域作為工作基點;否則,宜在觀測路線的兩端分別布設工作基點。工作基點應采用水準測量方法定期與基準點聯測。
結合現場情況、安裝難度、長期監測需求,推薦采用壓差式或磁致伸縮式靜力水準儀傳感器,以及具備太陽能供電、數據采集傳輸、防水型一體式數據采集終端。
YT-870A磁致伸縮靜力水準儀:量程100-300mm,精度±0.1mm,分辨率0.01mm,溫漂系數30ppm/℃,具有低溫漂、數據穩定優勢;
YT-880B壓差式靜力水準儀:量程1000-3000mm,精度0.015%FS,分辨率0.01mm,量程大,適合高程較大的橋梁;
YT-6000一體式數據采集設備:太陽能供電,內置大容量鋰電池,RS485傳感器接口、4G網絡通信,防水鋁合金外殼;
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