桥梁轻量化监测之裂缝监测

桥梁轻量化监测之裂缝监测

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/xzfdpj/article/details/146171177

桥梁轻量化监测是保障桥梁结构安全的重要手段，其中裂缝监测是关键环节之一。本文将详细介绍桥梁裂缝监测的布点原则、数据采集与传输方法以及设备选型建议。

监测布点

传感器布设应遵循以下原则：

1. 选择的位置能尽可能全面地、精确地获取结构参数的信息；
2. 所选择的位置有较好的抗噪声干扰性能；
3. 布设数量和位置，应根据结构计算分析结果，选择关键截面和部位布设；
4. 能够通过合理添加测点对感兴趣的部分模态进行数据重点采集；
5. 所选的位置测得的响应对结构参数的变化较为敏感；
6. 宜布置在结构响应最不利位置或已损伤位置；
7. 方便安装和更换传感器；
8. 尽量减少信号的传输距离。

桥梁裂缝监测测点布设：

1. 混凝土结构和钢结构裂缝监测测点应依据检查（测）、技术状况评定、养护维修结果确定测点位置和数量，宜对裂缝宽度跟踪监测【《广东省公路桥梁结构监测技术指南（试行）》】；
2. 裂缝长度和较大裂缝的宽度可采用钢尺或机械式测试仪器法测量。直接测量时可采用裂缝宽度检验卡、电子裂缝观察仪，每个测点每次量测不宜少于3次；裂缝宽度检验卡最小分度值不宜大于0.05mm；利用电子裂缝观察仪时，量测精度应为0.02mm；
3. 已发生开裂结构，宜监测裂缝的宽度变化；尚未发生开裂结构，宜监测结构的应变变化；【《GB 50982-2014 建筑与桥梁结构监测技术规范》】

数据采集与传输

1. 根据桥梁感知方法、传感器数量和测点位置分布，数据采集模式可采用基于微处理器的一体化采集或基于边缘网关的汇聚化采集。

• 一体化采集流程：传感器输出信号经微处理器处理后，通过通信模块直接与应用层对接；
• 汇聚化采集流程：通过边缘网关支持的各种物联接口，连接各种传感器和终端，采用内置的程序算法，将处理后的数据统一上传至应用层；

2. 数据采集与传输系统应具备自动采集和远程传输功能，并可实现远程配置和调整；
3. 数据采集宜选用连续采集，必要时可选用触发采集、定时采集等方式，采样频率应满足实时报警、数据应用的要求。
4. 数据采集模块的功能设计应满足以下要求：

• 在无人值守条件下能连续采集数据；
• 支持数据实时同步采集；
• 数据采集程序具有自动缓存和断点续传功能；
• 具有故障自诊断和重启功能；
• 具有远程控制功能，可按需设定数据采集时间；
• 具备完善的日志记录功能，能够记录常见系统运行故障。

5. 数据传输模块的功能设计满足以下要求：

• 应保障数据传输的一致性、完整性、可靠性和安全性要求；
• 可采用有线、无线或者两者相结合的方式；
• 宜采用物联网传输协议(常见的如 HTTP、MQTT、LwM2M等)进行数据传输，对于触发采集的设备，应定时发送设备状态信息。
• 通过公网传输监测数据时应使用国家密码管理部门批准使用的算法进行加密传输。

设备选型

【《GB 50982-2014 建筑与桥梁结构监测技术规范》】对于宽度1mm以下的裂缝，可采用电测仪器法，仪器分辨率不应大于0.01mm；需监测裂缝两侧两点位移的变化时可用结构裂缝监测传3感器，传感器包括振弦式测缝计、应变式裂缝计或光纤类位移计，传感器的量程应大于裂缝的预警宽度，传感器测量方向应与裂缝走向垂直；

结合现场情况、安装难度、长期监测需求，推荐采用振弦式裂缝计或磁致伸缩位移计，以及具备太阳能供电、数据采集传输、防水型一体式数据采集终端。

• YT-700B/C振弦式表面位移计（裂缝计）：量程25-100mm，精度0.5%FS，分辨率0.04%FS；
• YT-780A磁致伸缩位移计：量程100-300mm，精度±0.1mm，分辨率0.01mm，低温漂、高精度；
• YT-6000一体式数据采集设备：太阳能供电，内置大容量锂电池，RS485传感器接口、4G网络通信，防水铝合金外壳；
• YT-3000单通道频率采集设备：太阳能供电，内置大容量锂电池，1通道振弦传感器接口、支持测温、4G网络通信，防水铝合金外壳；
• YT-2032-8八通道频率采集设备：太阳能供电，内置大容量锂电池，8通道振弦传感器接口、支持测温、4G网络通信，防水铝合金外壳；
• YT-2034A/B 多通道频率采集箱：可通过扩展模块实现8-64通道振弦传感器接入，支持测温，支持AV220V市电或太阳能供电，4G/以太网/WiFi/光纤/Lora等多种通信方式可灵活配置，支持离线存储模式；