【正文】 其基本技術(shù)要求如下：(1)、提供友好的交互式圖形界面，繪。系統(tǒng)采用基于Java 的 C/S 或基于 J2EE 的 B/S 方式實(shí)現(xiàn)。 結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)該系統(tǒng)位于數(shù)據(jù)處理服務(wù)器中，主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊、處理、在線評(píng)估、數(shù)據(jù)發(fā)布及數(shù)據(jù)顯示等功能。(9)、針對(duì)傳感器實(shí)時(shí)采集的歷史數(shù)據(jù)，可以采用 FTP 的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。其基本要求如下：(1)、對(duì)所有傳感器信號(hào)按照相應(yīng)的采集制度和采樣頻率進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理；重 慶 李家沱 長(zhǎng) 江大 橋長(zhǎng) 期健康 監(jiān)測(cè) 方案37(2)、連續(xù)傳輸來(lái)自傳感器系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)服務(wù)器和數(shù)據(jù)評(píng)估服務(wù)器之間的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、狀態(tài)和警告信息，以便進(jìn)行必要的顯示、報(bào)警和存儲(chǔ)；(3)、 數(shù)據(jù)傳輸更新、報(bào)警和狀態(tài)信息的更新速度滿足實(shí)時(shí)顯示要求；(4)、 所有連續(xù)記錄的數(shù)據(jù)以小時(shí)為單位進(jìn)行保存，采用二進(jìn)制壓縮文件格式；(5)、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)形緩沖存儲(chǔ)最多可保持 45 天的原始數(shù)據(jù)緩沖時(shí)間長(zhǎng)度可由系統(tǒng)管理員調(diào)整；(6)、所有系統(tǒng)操作和警告信息記入按時(shí)間順序的可追溯事件日記，記錄報(bào)警的出現(xiàn)和恢復(fù)；(7)、對(duì)于特殊傳感器的獨(dú)立數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過(guò) COM 接口的方式對(duì)其進(jìn)行軟件集成，COM 接口完成各種數(shù)據(jù)的交換，并盡可能對(duì)原采集軟件的正常工作影響最小。其主要功能是為數(shù)據(jù)采集和傳輸服務(wù)，一般情況下正常運(yùn)行時(shí)無(wú)相應(yīng)的用戶界面，但可以根據(jù)調(diào)試的需要，可以設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)調(diào)試界面。對(duì)這些獨(dú)立的傳感器采集系統(tǒng)，通過(guò)COM接口軟件集成的方式，將其納入到本系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的緩存，傳輸，控制等功能。主要功能包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸、在線數(shù)據(jù)處理、初級(jí)采集策略控制及自檢程序等。根據(jù)傳感器的工作原理和接入方式不同，數(shù)據(jù)采集方式可以分為:(1) 基于光纖光柵傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：傳感器類型：應(yīng)變、溫度、加速度，傾斜計(jì)、水準(zhǔn)儀、位移計(jì)等。重 慶 李家沱 長(zhǎng) 江大 橋長(zhǎng) 期健康 監(jiān)測(cè) 方案36六、系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)李家沱長(zhǎng)江大橋健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)基于傳感器采集數(shù)據(jù)的應(yīng)用系統(tǒng)，根據(jù)傳感器及其數(shù)據(jù)采集設(shè)備的物理分布、功能要求和系統(tǒng)的總體應(yīng)用方式，整個(gè)軟件系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)三部分。數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)設(shè)有三個(gè)訪問(wèn)級(jí)別：最高權(quán)限用戶、次高權(quán)限用戶、最低權(quán)限用戶。為保證基于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)安全性，數(shù)據(jù)管理還應(yīng)具有訪問(wèn)控制功能。大橋健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)于數(shù)據(jù)管理采用的方法是：構(gòu)造多層次相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，直接以數(shù)據(jù)庫(kù)方式存儲(chǔ)原理數(shù)據(jù)，以便根據(jù)各種查詢條件檢索原始數(shù)據(jù)，降低數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)資源耗用，提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理效率。因此針對(duì)加速度傳感器將定制采集制度，按照一定的條件采集數(shù)據(jù)，大量地降低無(wú)用信息的冗余。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的管理和控制包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：（1）動(dòng)保存和人為選擇保存兩種操作模式。由于這一過(guò)程的分析數(shù)據(jù)來(lái)自實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)和定期人工采集數(shù)據(jù)，因此往往離線進(jìn)行。這一過(guò)程在終端微機(jī)與數(shù)據(jù)管理服務(wù)器完成。這一過(guò)程也在數(shù)據(jù)管理和控制系統(tǒng)服務(wù)器內(nèi)完成，主要包括數(shù)據(jù)的時(shí)域、頻域、時(shí)頻域分析及顯示。這一過(guò)程在數(shù)據(jù)管理和控制系統(tǒng)服務(wù)器內(nèi)完成，主要進(jìn)行簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，比如設(shè)定時(shí)段內(nèi)的最大最小值、均值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差等，計(jì)算結(jié)果作為初級(jí)預(yù)警的輸入，并用以判定信號(hào)是否正常。(4) 通訊故障和自動(dòng)重構(gòu)都能在數(shù)據(jù)處理與控制服務(wù)器上顯示并發(fā)出警報(bào)。(2) 為了與其它基于 TCP／IP 的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)相協(xié)調(diào)，光纖信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)應(yīng)基于 TCP／IP 標(biāo)準(zhǔn)。其傳輸網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)果圖如下所示：重 慶 李家沱 長(zhǎng) 江大 橋長(zhǎng) 期健康 監(jiān)測(cè) 方案34監(jiān)測(cè)工作站數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器W E B 服務(wù)器監(jiān)測(cè)工作站大橋管理處光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)分析儀溫 度傳 感 器加 速 度傳 感 器溫 度傳 感 器溫 度傳 感 器溫 度傳 感 器加 速 度傳 感 器加 速 度傳 感 器加 速 度傳 感 器光交換機(jī)局域網(wǎng)索力傳感器采集工作站U P S 電源應(yīng) 變傳 感 器位 移傳 感 器應(yīng) 變傳 感 器應(yīng) 變傳 感 器應(yīng) 變傳 感 器位 移傳 感 器位 移傳 感 器位 移傳 感 器撓 度傳 感 器撓 度傳 感 器撓 度傳 感 器撓 度傳 感 器通道 1 通道 2 通道 3 通道 4 通道 5I n t e r n e t 遠(yuǎn)程監(jiān)控光交換機(jī)U P S 電源索力傳感器索力傳感器索力傳感器圖 李家沱長(zhǎng)江大橋健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D李家沱長(zhǎng)江大橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，光纖光柵傳感采集系統(tǒng)與拉索索力自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的采集方式和所使用的設(shè)備不同，但其基本采集和數(shù)據(jù)通訊方式必須統(tǒng)一，以利于系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，使數(shù)據(jù)通過(guò)統(tǒng)一的通訊接口協(xié)議傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)中。溫度測(cè)量范圍 20℃~120℃溫度測(cè)量精度 1℃接口 RS485主要指標(biāo)串接傳感器數(shù)量 2～64數(shù)據(jù)傳輸距離 1200 米（不接中續(xù)器）電源 36V 交流電防雷標(biāo)準(zhǔn) 符合 IEEE 標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)本系統(tǒng)同時(shí)對(duì)主塔、主梁進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，由于多個(gè)光纖應(yīng)變傳感器具有不同的反射光中心波長(zhǎng)，所以可以通過(guò)一根光纖串接成為光纖傳感鏈，每個(gè)監(jiān)測(cè)截面的應(yīng)力、溫度、加速度、撓度、位移傳感器用一根光纖連成一串，占用光纖傳感網(wǎng)絡(luò)分析儀的一個(gè)或多個(gè)通道，通過(guò)光纖傳感網(wǎng)絡(luò)分析儀自動(dòng)采集各斷面的位移、應(yīng)力、溫度、加速度等信息；同時(shí)靠索力自動(dòng)化采集系統(tǒng)獲取斜拉索索力信息。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖 所示。10%，50Hz電子參數(shù)數(shù)據(jù)接口 10M 以太網(wǎng)口、RS232 串口、USB 口工作環(huán)境 0～40℃環(huán)境參數(shù)工作濕度 0～80% 無(wú)結(jié)露 索力采集子系統(tǒng)索力采集子系統(tǒng)主要由 JMM268C 數(shù)字化加速度傳感器、總線型多點(diǎn)采集控制器、監(jiān)測(cè)工作站和監(jiān)測(cè)軟件組成。S～1%F℃應(yīng)變 分辨率：1με；測(cè)量精度：177。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以傳感器自動(dòng)采集數(shù)據(jù)方式實(shí)現(xiàn)，定期監(jiān)測(cè)以人工輸入數(shù)據(jù)方式實(shí)現(xiàn)。(6) 當(dāng)系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)部分暫時(shí)斷電時(shí)，系統(tǒng)的各個(gè)部分應(yīng)無(wú)需人為干涉即可自動(dòng)重新啟動(dòng)、同步校準(zhǔn)和繼續(xù)正確運(yùn)行，并保留斷點(diǎn)信息。(5) 系統(tǒng)軟件操作權(quán)限分為多級(jí)。(3) 數(shù)據(jù)采集軟件應(yīng)具有數(shù)據(jù)采集和緩存管理功能，并能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行基本的統(tǒng)計(jì)運(yùn)算，以便顯示相應(yīng)信息。(2) 系統(tǒng)應(yīng)能在無(wú)人職守條件下連續(xù)運(yùn)行，采集得到的數(shù)據(jù)可供遠(yuǎn)程傳輸和共享，采樣參數(shù)可遠(yuǎn)程在線設(shè)置。 斜拉索索力測(cè)量要求如下：測(cè)量方法：頻率法進(jìn)行測(cè)定；測(cè)量周期：每年進(jìn)行一次；測(cè)量范圍：全部斜拉索；提供數(shù)據(jù)：斜拉索索力；與設(shè)計(jì)索力、竣工最后一次調(diào)索索力、歷年測(cè)試索力的比較；索力變化的評(píng)估。5） 護(hù)欄狀況檢查護(hù)欄混凝土是否破損、露筋、風(fēng)化、剝落，鋼構(gòu)件是否銹蝕、變形、開(kāi)焊、斷裂、缺件，油漆是否剝落，螺栓是否銹蝕、缺失，如發(fā)生以上病害應(yīng)形成量化記錄，并評(píng)估其工作狀態(tài)。支座檢查可以每季度進(jìn)行一次，形成文字及圖片記錄，評(píng)估支座的工作狀態(tài)。預(yù)應(yīng)力鋼束錨頭部位應(yīng)重點(diǎn)檢查，沿預(yù)應(yīng)力筋的混凝土表面有無(wú)縱向裂縫對(duì)于裂縫，應(yīng)測(cè)量其位置、走向、數(shù)量、寬度、深度，監(jiān)測(cè)其發(fā)展?fàn)顩r，初步判斷產(chǎn)生的原因及對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷程度。 另外，觀察橋梁結(jié)構(gòu)有無(wú)異常變形，異常的豎向振動(dòng)、橫向擺動(dòng)等情況，并檢查各部件的技術(shù)狀況，查找異常原因。1） 橋面狀況檢查橋面鋪裝是否平整，有無(wú)裂縫、局部坑槽、積水、沉陷、波浪、碎邊，橋面是否被污染；排水設(shè)施是否良好，泄水管是否堵塞和破損；標(biāo)志、標(biāo)線是否清晰、完好。以上內(nèi)容應(yīng)每月進(jìn)行一次檢查，主要采用目測(cè)的方法，也可配以簡(jiǎn)單工具進(jìn)行測(cè)量。 橋面線形測(cè)量要求如下：測(cè)量規(guī)范：《工程測(cè)量規(guī)范》（GB5002693）及《公路勘測(cè)規(guī)范》（JTJ06199）；測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：按“國(guó)家二等水準(zhǔn)施測(cè)綱要”進(jìn)行；測(cè)量方法：精密水準(zhǔn)儀；測(cè)量周期：每年兩次，分別在夏季及冬季；測(cè)量位置：兩防撞墻內(nèi)側(cè)的橋面處，需設(shè)立固定點(diǎn)，每次均應(yīng)在同一位置測(cè)量；需提供數(shù)據(jù)資料：測(cè)點(diǎn)布值；橋面縱向高程值及曲線圖；線形測(cè)量評(píng)估結(jié)論。提供成果：測(cè)點(diǎn)布值、測(cè)量方法、測(cè)量值、并判斷橋墩是否出現(xiàn)傾斜、滑動(dòng)、沉降現(xiàn)象發(fā)生，其變形是否超過(guò)規(guī)范值，給出評(píng)估結(jié)論。 測(cè)點(diǎn)布設(shè)全橋風(fēng)速風(fēng)向儀測(cè)點(diǎn)布置如圖 所示。通過(guò)安裝風(fēng)速風(fēng)向?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能了解橋址處環(huán)境風(fēng)力、風(fēng)向變化情況，為分析橋梁的工作環(huán)境、評(píng)價(jià)行車安全狀況、驗(yàn)證橋梁風(fēng)振理論提供依據(jù)。10%）V；直流：2V， 工作環(huán)境：溫度：40℃～55℃；濕度 ：0～100%RH該儀器具有性能可靠、功能齊全、精度高、操作方便等特點(diǎn)，具有瞬時(shí)、二分鐘和十分鐘平均風(fēng)向風(fēng)速處理、顯示、大風(fēng)告警等功能。5176。精度：風(fēng)速：177。HFY1A 風(fēng)向風(fēng)速儀的主要技術(shù)參數(shù)：測(cè)量范圍：0～60 m/s；0176。因此,針對(duì)本橋結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)性能的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)就顯得尤為重要。圖 索力測(cè)試布置圖重 慶 李家沱 長(zhǎng) 江大 橋長(zhǎng) 期健康 監(jiān)測(cè) 方案25 風(fēng)速風(fēng)向監(jiān)測(cè) 監(jiān)測(cè)意義風(fēng)速的大小對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的受力狀況具有很大的影響，它是大跨度橋梁的主要荷載源，同時(shí)也會(huì)影響大橋的正常運(yùn)營(yíng)。在實(shí)際的工程應(yīng)用中還需考慮斜索垂度、斜索減振器附加阻尼、溫度等因素的影響。 振動(dòng)頻率法監(jiān)測(cè)索力基本原理振動(dòng)頻率法間接測(cè)量斜索索力的基本原理是將斜索視為弦在一個(gè)平面內(nèi)的振動(dòng)，建立斜索自振頻率與斜索張力間的函數(shù)關(guān)系，通過(guò)斜索的環(huán)境激勵(lì)響應(yīng)分析斜索自振頻率，再利用這一函數(shù)關(guān)系求取斜索索力?；谡駝?dòng)頻率法測(cè)量索力是目前測(cè)量斜拉索索力最廣泛采用的一種方法，但傳統(tǒng)上，在應(yīng)用這一方法時(shí)需要人工搖索，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量。監(jiān)測(cè)索的選取根據(jù)近 3 年檢測(cè)的索力現(xiàn)狀、結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力分析和重 慶 李家沱 長(zhǎng) 江大 橋長(zhǎng) 期健康 監(jiān)測(cè) 方案24結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素綜合確定。斜拉索的風(fēng)致振動(dòng)（渦激振動(dòng)、尾流弛振、雨振和紊流等）和由支座振動(dòng)引起的振動(dòng)等如果過(guò)大會(huì)引起拉索端部鋼絲的疲勞損壞，并會(huì)加速拉索防護(hù)層質(zhì)量的退化，甚至?xí)鸱浪只蚶髯o(hù)筒的損壞，使得拉索在遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)壽命的情況下被迫更換。在斜拉橋的運(yùn)營(yíng)期內(nèi)，準(zhǔn)確掌握斜拉索索力分布和索力變化有助于監(jiān)測(cè)斜拉索的狀態(tài)、分析索力對(duì)斜拉橋結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響和正確指導(dǎo)索力校正，并作為進(jìn)一步監(jiān)測(cè)的依據(jù)。 主梁加速度計(jì)布置斷面及測(cè)點(diǎn)示意圖圖 豎向加速度計(jì)安裝位置圖圖 縱、橫向加速度計(jì)安裝位置圖（ 加速度測(cè)點(diǎn)）1 73 542 6重 慶 李家沱 長(zhǎng) 江大 橋長(zhǎng) 期健康 監(jiān)測(cè) 方案23圖 主塔加速度計(jì)布置示意圖 斜拉索索力監(jiān)測(cè)大橋鋼索索力狀態(tài)是衡量橋梁是否處于正常運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的一個(gè)重要標(biāo)志。全橋共布置加速度傳感器 26 個(gè)。1 g測(cè)量精度 1‰ .分 辨 率 ‰ .（在與 SEN01 解調(diào)儀配套情況下）波長(zhǎng)范圍 1525nm～1565nm尺 寸 6556113 mm連接形式 FC/PC 或 熔接溫度補(bǔ)償形式 自補(bǔ)償使用溫度 30℃～85℃本橋在主梁跨中，1/4 跨中，邊跨跨中以及塔柱附近的主梁截面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，共布置了 7 個(gè)監(jiān)測(cè)截面，其中塔柱附近的主梁截面縱向布置，中跨跨中縱、橫、重 慶 李家沱 長(zhǎng) 江大 橋長(zhǎng) 期健康 監(jiān)測(cè) 方案22豎向布置，其余截面橫、豎向布置加速度傳感器。該類型加速度計(jì)具有精度高、靈敏度高、抗干擾、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可與其他類型的光纖光柵傳感器組成全光監(jiān)測(cè)網(wǎng)，主要用于大橋、大壩、大型結(jié)構(gòu)等低頻振動(dòng)監(jiān)測(cè)。振動(dòng)特性的監(jiān)測(cè)可采用加速度傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是由于索塔、雙肋梁、主纜、吊索、斜拉索各自的固有振動(dòng)特性不同，因此在選擇傳感器時(shí)要充分考慮傳感器的技術(shù)性能（頻率范圍、靈敏度、采樣特性等） 。重 慶 李家沱 長(zhǎng) 江大 橋長(zhǎng) 期健康 監(jiān)測(cè) 方案21影響主梁振動(dòng)特性的主要因素是主梁結(jié)構(gòu)本身的剛度、質(zhì)量分布、阻尼等，同時(shí)環(huán)境溫度、斜拉索索力、交通狀況、索塔振動(dòng)、風(fēng)況等對(duì)主梁的振動(dòng)特性也有影響。結(jié)構(gòu)的整體性能改變時(shí)，其模態(tài)參數(shù)（如頻率、振型等）也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。橋梁結(jié)構(gòu)的受損和安全性降低主要是由于橋梁主要構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的疲勞損傷的累積結(jié)果，而橋梁結(jié)構(gòu)疲勞損傷主要是由于動(dòng)荷載作用下的交變應(yīng)力作用的結(jié)果。 系統(tǒng)主要配置1．溫度傳感器——SENT1 表面式光纖光柵溫度傳感器（如圖 所示）：圖 SENT1 表面式光纖光柵溫度傳感器表 光纖光柵溫度傳感器技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目 參數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)量程 30 ℃～180 ℃測(cè)量精度 177。 索塔溫度監(jiān)測(cè)索塔溫度分布測(cè)量主要是指測(cè)量索塔在日照條件下，各塔壁的溫度差異，以便對(duì)索塔由塔壁溫度差引起的索塔偏移有一個(gè)正確的估計(jì)。測(cè)量元件采用 SENT1 表面式光纖光柵溫度傳感器。全橋測(cè)量截面布置情況如圖 所示。本健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中采用光纖光柵溫度傳感器, 構(gòu)成單線多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)溫度分布狀況的監(jiān)測(cè)。圖 SENS1 表面安裝式光纖光柵應(yīng)變傳感器表 光纖光柵應(yīng)變傳感器技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目 參數(shù) C DBA重 慶 李家沱 長(zhǎng) 江大 橋長(zhǎng) 期健康 監(jiān)測(cè) 方案19標(biāo)準(zhǔn)量程 177。 SENS1 表面安裝式光纖光柵應(yīng)變傳感器主要用于測(cè)試主梁及主塔的應(yīng)變，既可以進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，又可以在短期監(jiān)測(cè)完成后重復(fù)使用。其測(cè)點(diǎn)布置情況如圖 所（ 主梁應(yīng)力測(cè)點(diǎn) ）（ 橫隔板應(yīng)力測(cè)點(diǎn)）（ 主梁應(yīng)力測(cè)點(diǎn)）（ 橫隔板應(yīng)力測(cè)點(diǎn)）重 慶 李家沱 長(zhǎng) 江大 橋長(zhǎng) 期健康 監(jiān)測(cè) 方案18示。