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橋梁自動化監測系統簡介

科技 更新时间:2024-08-25 05:19:12

一、物聯網技術應用于橋梁監測主要體現在兩個方面:

★ 對超限超載的監測:在高架橋兩端加裝路面壓力傳感器,通過物聯網進行車輛載重和類型識别,和攝像頭聯接獲取違規車輛的車牌信息,在進行分級實時告警的同時,還可以統計路面總體載荷

橋梁自動化監測系統簡介(橋梁安全監測中常用傳感器及邊緣計算遠程數據采集與無線傳輸終端)1

★ 對橋梁健康狀況進行日常監測:在大橋中植入若幹個不同種類傳感器,另設立彙集節點/網關和實時監測平台,利用低功耗、廣域網等技術,無線傳輸監測數據,并發送數據至彙集節點,再将數據傳入平台層進行儲存、處理與分析,并根據分析結果,及時采取應對措施。比如:當橋梁極限承載力損失嚴重時,考慮将其拆除

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二、橋梁安全監測系統中常用的多種傳感器介紹:

☞ 光纖光栅傳感器:

光纖光栅傳感器對環境幹擾不敏感、輸出線性範圍寬、測量的分辨率高、可串聯,根據實際情況,如:測量位置、監測對象的需要來串聯光纖光栅傳感器,構成傳感器組的獨特優點,可以優化傳感器布設方案。在橋梁健康安全監測中應用較多,通常用于應變、位移和溫度的監測。但光纖光栅傳感器的使用要配以光纖光栅傳感解調儀

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☞ GPS位移監測傳感器:

GPS定位系統和智能全站儀的出現,讓位移監測在自動化、智能化上得到大幅度提升。GPS差分定位技術采用多台單頻或雙頻GPS接收機進行同步觀測, 經後台差分數據處理後,得出觀測點間基線向量的高精度解算值。它具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應用廣泛等優點。智能全站儀通過測出已知坐标(位置) 點與被測點之間的距離及三個方向的夾角來确定被測點的位置。該設備的優點是測量精度高、測程遠,适用于不同跨徑橋梁位移的監測,能自動識别目标。儀器的不足之處是受氣象條件的影響較大,在有霧、下雨的情況下,儀器的測程、測量精度将會受到影響

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☞ 應變監測傳感器:

目前常用的應變監測傳感器有電阻式和振弦式應變計。電阻式應變計敏感性好,但穩定性差,長時間測量會産生漂移,适用于短時間的靜力或動力試驗;振弦式應變計穩定性好,但由于其尺寸不能做得很小,對應力梯度大的部位難以測出某一點的應變,适用于靜态應變或應變變化較慢的長期監測

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☞ 拉索索力、吊杆張力監測:

常用監測方法是頻率法,采用加速度傳感器測量索的振動頻率,并用頻率法來推算索力或吊杆張力,該法已經能滿足斜拉橋索力測量高精度的要求。一些新型傳感器,如磁彈和光纖光栅壓力傳感器也逐步在工程實踐中得到應用。磁彈儀開始較多地應用于索力監測,它是利用磁通量的變化與拉索應力的改變有關 這一特性研制而成的,内設溫度補償。磁彈儀及其組件可以直接安裝在索股上,對索股無損傷。此傳感器技術先進、安裝方便、實時性好,适用于拉索的長期監測,不足之處是對不同的材料必須标定調試,儀器的抗幹擾性和穩定性還不夠好

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☞ 振動監測傳感器:

振動監測應用最普遍的還是加速度傳感器,常用壓電式、壓阻式、電容式、力平衡式等。壓電式加速度計的敏感性較高,與之相匹配的是電荷放大器;壓阻式加速度計的敏感元件是固定在懸臂梁上的應變計,與之匹配的放大器是動态應變儀;電容式加速度計低頻響應好、阻尼穩定且過載能力強,适用于低頻、微振等振動測 量;力平衡式加速度計更加小巧,适用于直流與低頻振動測量

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☞ 橋梁運行工作環境監測傳感器:

①風速、風向,常用風速儀

②溫度荷載,采用電子溫度計或應變式溫度計

③車輛荷載,基本采用動态地秤、車速車軸儀對公路、鐵路荷載進行監測

④偶然荷載,如地震或船舶撞擊等荷載,采用三向加速度傳感器

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