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        橋梁GPS自動化變形監測介紹
        產品介紹
        產品介紹



        橋梁在長期的使用過程中難免會發生各種結構損傷老化,原因可能是使用維護不當、車禍事故、交通量高于預測流量等人為因素,也可能是環境腐蝕、地震、風暴等自然災害,這些因素均導致了橋梁承載能力和耐久性的降低,甚至影響到運營的安全,采用GPS自動化變形監測系統包括監測單元、數據傳輸和控制單元、數據處理分析及管理單元,可以實時顯示大橋在各種工作環境下及結構載荷下特征點及整橋的實時變情況,對大橋結構的健康狀況、結構安全進行評估,全面獲取橋梁運營狀況的信息,用來評估結構的安全性、耐久性和使用性。


        橋梁自動化監測系統客戶端軟件
        軟件概述
        BridgeMonit是由上海華測針對橋梁結構變形自主開發的客戶端軟件。該軟件既可以把GPS接收機的數據更加直觀地實時動態顯示出來,也可以根據用戶的不同需求查詢某個時段的歷史數據或對兩個不同時間段數據進行對比分析,使當時狀態再現并進行相關統計。


        功能模塊
        軟件具有實時顯示、歷史查詢、歷史分析、數據獲取與存儲、系統設置五大部分。實時顯示部分將GPSensor傳出的坐標信息、位移信息、衛星信息直觀地展示出來;歷史查詢部分可依據用戶需求查詢某個時間段的點位信息;歷史分析部分添加了單點位移分析、兩點扭曲分析、拉伸分析、傾斜分析、多點位線性分析等功能,供用戶多角度的進行變形分析;數據獲取與存儲部分通過TCP/IP協議的方式獲取GPSensor解算后的相關信息,該信息實時顯示于BridgeMonit之中,同時存儲于指定的SQL或Oracle數據庫中;系統設置部分包括數據庫參數設置、監測站參數設置、用戶管理權限設置等。


        軟件優勢
        軟件采用C/S架構,客戶端可遠程運行。
        根據用戶需求自由建立橋梁模型,參數可自定義,監測點相對位置在位圖上自動捕捉。
        自動接收GPSensor發送的點位信息,實時數據視圖、衛星視圖、三維視圖,并將該信息分類存儲于數據庫中。
        動態顯示所有監測點坐標及偏移量(單位:m):偏移量背景為綠色表示偏移在正常范圍以內,黃色表示警告,紅色表示超過預警點,點名背景變為黃色表示數據連通,但只有衛星數據,而無監測點數據,紅色表示數據斷開,無任何數據傳入。
        根據設置的監測點參數,完成坐標系轉換和位移信息解算。
        對歷史數據可進行不同類型的分析,自由設置時間段,分析方法多樣,例如拉伸、扭曲、傾斜等,多角度的對橋梁變形進行分析。
        對用戶進行分級管理,不同用戶擁有的權限不同,對系統進行更好的管理。
        報警功能,報警項可根據用戶要求設定,可通過短信、電子郵件等方式實現。
        數據庫既可使用SQL,也可使用Oracle,記錄用戶需要保留的各項數據信息。

        案例——東海大橋


        東海大橋變形監測觀測礅



        項目背景
        東海大橋是上海國際航運中心深水港工程的一個組成部分,被上海市政府列為“一號工程”,它起始于上海南匯區蘆潮港,北與滬蘆高速公路相連,南跨杭州灣北部海域,直達浙江嵊泗縣小洋山島,全長32.5km,為洋山深水港區集裝箱陸路集運和供水、供電、通訊等需求提供服務。


        東海大橋全線可分為約2.3km的陸上段,海堤至大烏龜島之間約25.5km的海上段,大烏龜島至小洋山島之間約3.5km的港橋連接段,為了不影響海上運輸,本橋分別在海堤至大烏龜島和大烏龜島至小洋山島設計了跨度約400m主航道斜拉橋和300m顆珠山斜拉索橋。
        斜拉索橋相對于傳統橋梁而言,受溫度、風、動靜荷載等外因影響加劇,特別是東海大橋的兩個斜拉索橋,常年累月受到海風的吹拂、海水的浸泡腐蝕,特別是還會經常受到臺風的肆虐,其穩定性受到嚴重的考驗,急需進行安全監測。


        監測目的
        1、通過在斜拉索橋特征部設置GPS監測站,實時監測各點的變化情況及運動規律;
        2、結合多個監測站及溫度、風力、動靜載等其它傳感器的監測數據,實時監測東海大橋橋梁運營階段在各種環境條件下的結構響應與行為,獲取反映大橋結構狀況和環境因素的各種信息;
        3、通過長期的監測數據,分析東海大橋結構變化情況,分析結構健康狀態、評估結構可靠性,為橋梁的管理與維護決策提供科學依據。


        系統組成
        東海大橋主要由主航道橋和顆珠山橋組成,由于主航道橋距離兩岸均超過了10km,唯一合適架設基準站的位置在大烏龜島上,這樣基準站距離主航道斜拉橋直線距離為9km,而距離顆珠山橋直線距離約2km。
        8個監測站分別架設在兩座斜拉橋上。其中,主航道橋設3個監測站,2個橋塔頂各設1個,跨中橋面設1個;顆珠山橋設5個監測站,4個塔頂各設1個,跨中橋面設1個。
        本系統采用的GPS接收機為Trimble 5700,GPS天線為Trimble Zephyr大地測量型天線,接收機和天線安裝時既要考慮避免遮擋,又要防止雷擊。每個GPS天線接收到的射頻信號通過一根最長為170m的同軸電纜送給GPS接收機。
        Trimble 5700 雙頻大地測量型GPS接收機共有三個輸入輸出端口,其中串口既能外接電源供電,又能輸出最高更新率為10Hz的RT17格式的原始數據,其中包括C/A碼和L1、L2的載波相位。串口服務器收到端口輸出的數據后,再通過RJ45口接入機柜中的交換機。


        總結
        東海大橋實時GPS變形監測系統自2005年至今運行穩定可靠。期間進行階段性測試,實測結果與控制測量的成果進行了比較并分析了臺風影響下的形變情況,橋中跨24小時受溫度影響的情況。比較的結果表明,GPS數據處理軟件的精度達到了毫米級的精度,大橋的形變情況符合事實。


        華測橋梁項目概況
        上海東海大橋健康監測
        江蘇潤揚大橋健康監測
        武漢陽邏大橋健康監測
        上海長江隧橋健康監測
        上海閔浦大橋健康監測
        上海閔浦二橋健康監測
        陜西黃河大橋健康監測
        寧波五路四橋健康監測
        滬蓉西公路大橋健康監測
        青島海灣大橋健康監測
        貴州壩陵河大橋健康監測
        安徽銅陵長江大橋健康監測
        廣東平勝大橋健康監測
        江西洪都大橋健康監測
        湖北荊岳大橋健康監測
        湖北鄂東大橋健康監測
        武漢軍山大橋健康監測


          突出優勢
        ① 先進的IF組合觀測值的三差Kalman, 數據解算速率為0.1s。
        ② 專業的電離層改造模型, 提高監測精度。
        ③ 整橋變形分析:本系統通過對所有監測點實時變形量建模,從而分析出整個橋面變形量及變形規律。
        ④ 高兼容性技術,系統采用華測與Trimble設備共用的方式,預留多種接口,在設計之初就考慮到了系統長期運行過程中的維護、改造、增加等問題,兼容各種主流系統設備,并預留二次開發接口。

           
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