桥梁安全监测系统包括:结构安全监测、墩台冲刷监测、水下安全监测三个部分。可对重大工程结构(桥梁、隧道、边坡、大坝、塔吊及船舶等大型结构)进行实时安全监测、及时识别结构的累积损伤并评估其使用性能和寿命,对可能出现的灾害提前预警,建立相应的安全预警机制,不仅对于提高结构的安全性和可靠性具有重大的科学意义,而且可以降低结构的运行和维护费用,具有可观的经济效益。
1.结构安全监测子系统:
本系统结合了点式与分布式两种测量优势,在结构的关键部位进行应变、温度、裂缝、振动等物理量实时在线监测的基础上,采用了分布式光纤监测技术,对结构的整体应变、温度等信息进行定期检测。通过两种检测方式,对结构进行整体的、系统的安全监测,确保及时、全面获取结构的安全状况信息。
全套系统分为现场传感器子系统、现场监控室和远程总控室三个部分组成,如下图所示。
现场传感器子系统包括应变传感器子系统、温度传感器子系统、裂缝传感器子系统、振动传感器子系统四个部分,分别感知现场应变、温度、裂缝、振动等物理数据。
现场监控室包括数据采集子系统、GPRS无线传输模块两个部分,数据采集子系统采集现场传感器子系统的数据,并通过无线传输模块将当前结构安全状态发送到远程总控室中。
远程总控室包括数据库服务器、伺服软件、客户端软件、声光报警、短信报警五个部分。数据库服务器接收并存储现场监控室传递的数据,伺服软件对结构安全状态进行评估。用户可通过客户端软件获得结构的实时安全信息。当结构的健康状态出现异常就会触发声光报警与短信报警,将报警信息传送至工作人员。
2.墩台冲刷监测子系统:
桥梁墩台冲刷监测系统通过监测桥梁墩台周边水深来判断水流对桥梁的冲刷情况。其中,系统主要由我单位自行研制的HPDI-UES01型多通道测深仪和换能器组成。该测深仪是一种小型主动式声纳,垂直向下发射声波,接收海底回波,利用水中声波传播速度和发射接收的时间间隔来测定水深。
该测深仪的最大采样率为10Hz,测量深度达100米,水下换能器采用优质进口不锈钢材料,能在高腐蚀性的海洋海水环境中确保经久耐用,能够实时监控采集并记录数据,具有测量精度高,测量距离远的特点。
系统主要由主机、换能器(探测头)、电源线和网线组成。可以测量换能器辐射面到海底泥沙层的距离,实现测量数据的实时显示和存储。