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Case study of bridge health full-cycle monitoring system solution project

来源:Drksir 时间:2023-02-10 14:20:01

         As the world's largest bridge country, China has about 100000 large urban bridges, about 70000 railway bridges and more than 800000 highway bridges. In the whole life cycle of the bridge, the maintenance period accounts for 90% of the bridge life. The long-term normal use of the bridge depends not only on the construction quality, but also on the management and maintenance level in the later stage. The traditional inspection methods have many shortcomings, such as requiring a lot of manpower, material resources and financial resources, affecting the normal traffic operation, long cycle, and poor real-time performance, which limit its direct and effective application in the health monitoring and early warning of large bridges.
Solution of bridge health full-cycle monitoring system

       With the development of the Internet of Things technology, especially the maturity of high-precision inclination sensor technology, the bridge health monitoring system integrating modern testing and sensing technology, network communication technology, signal processing and analysis technology, mathematical theory and structural analysis theory and other disciplines can greatly extend the content of bridge online monitoring, and can continuously, real-time and online monitor and evaluate the "health" status of the structure, It has great guiding significance for the operation safety of bridges and the improvement of the management level of bridges.

       In bridge health monitoring, inclinometers are usually arranged on the bridge deck, tower, pier and suspension cable to measure the deformation of the bridge under load and evaluate the integrity and stability of the bridge structure. Among them, the main purpose of bridge deck deformation monitoring is to determine the important technical parameters such as the stiffness and structural bearing capacity of the bridge in the vertical direction, which are the key reference indicators in the process of bridge identification, reconstruction and new bridge acceptance. Bridge tower is another place that needs to be measured by inclination sensor. The inclination value of bridge tower, to a certain extent, reflects whether the integrity and stability of the bridge structure is affected, and then whether it will endanger the safety of the bridge.

            The monitoring items of super-large bridges can be divided into two parts: load source and structural static and dynamic response. The general principles for determination are as follows:

1. Principles for selection of monitoring items

① According to the importance of various structural components of the bridge in structural safety and the vulnerability of components;

② According to the geographical environment and climatic environment characteristics of the bridge, determine the factors affecting the stress of the bridge structure;

③ Starting from the needs of structural state assessment and operation and maintenance management, it is necessary to make technical preparations for future state identification and structural safety evaluation;

④ The special structure of the bridge should be monitored;

⑤ According to the characteristics of the bridge, capital investment and economy, real-time monitoring and regular monitoring are combined to realize bridge monitoring and early warning.

2. Based on the above principles, combined with the operating environment characteristics and structural stress characteristics and structural characteristics of the bridge site, the monitoring items are divided into environmental parameters and load sources, structural response monitoring, structural durability monitoring and other monitoring:

(1) Load source monitoring items:

① Wind load (including wind speed and direction);

(2) Structural response monitoring:

① Main beam displacement monitoring; ② Stress and strain monitoring; ③ Cable force monitoring of stay cables; ④ Tower inclination monitoring;

          The principle of product selection is: 1 Select the current international advanced technical equipment to ensure the good accuracy, stability, durability and scalability of the system; 2. Select products with good versatility and easy procurement in the market to ensure the maintainability and replaceability of the system; 3. Select products with high performance-price ratio to ensure the best operation of the system at the lowest cost and realize bridge monitoring and early warning; 4. The system has reached the international advanced level. MDR-3600 series ultra-high precision inclination sensing instruments produced by Dexair are selected as high-precision inclination sensing instruments, with sampling frequency of 1Hz.



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在选择倾角传感器的测量量程时,需要考虑哪些因素?

在选择倾角传感器的测量量程时,需要考虑哪些因素?

        选择倾角传感器的测量量程是一项关键的设计决策,应基于具体应用需求和工作环境综合考虑以下几个方面:        1. 应用需求:首先要明确传感器将被用于何种具体场景。例如,如果传感器用于监测桥梁的微小倾斜变化,可能需要高精度、小量程的传感器(如±0.1°至±10°)。而对于监测大型机械臂或车辆的大幅度倾斜,可能就需要大量程的传感器(如±45°至±90°)。        2. 安装位置与角度范围:考虑传感器安装后可能遇到的最大和最小倾斜角度,确保所选量程能够覆盖实际应用中可能出现的所有角度变化。        3. 精度与分辨率:量程与精度通常成反比,即量程越大,精度可能越低。根据应用对测量精度的要求选择合适的量程,确保既满足精度需求又不过度限制传感器的应用范围。        4. 环境因素:考虑使用环境对传感器性能的影响。例如,极端温度、振动或电磁干扰可能会影响传感器的性能,需要选择能够在这些条件下仍能稳定工作的传感器,其量程选择也要考虑到这些外部因素可能引起的误差。        5. 成本与效益:高量程、高精度的传感器往往成本更高。根据项目预算和测量需求的迫切性,权衡成本与性能,选择最具性价比的量程。        6. 未来发展与兼容性:考虑系统未来可能的升级或扩展需求,选择具有一定灵活性和可扩展性的传感器,避免短期内因需求变化而需要更换传感器。        7. 安全边际:在确定量程时,通常会留有一定的安全余量,以防意外情况导致的角度超出预期范围,确保传感器在各种条件下都能正常工作。        综上所述,选择倾角传感器的测量量程是一个需要综合评估多方面因素的过程,确保所选传感器既能满足当前应用需求,又能适应未来可能的变化,同时保持成本效益。
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