【正文】 ................................................ 174 數(shù)據(jù)庫服務器部分數(shù)據(jù)流程描述 ...................................................................................... 185 系統(tǒng)維護計算機（ SMC）部分數(shù)據(jù)流程描述 ................................................................ 186 軟件系統(tǒng)劃分與設計 ....................................................................................................................... 187 軟件系統(tǒng)總體劃分與技術路線 ........................................................................................... 187 數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)（ DAMS）設計 ................................................................................... 190 數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)設計 .................................................................................................... 196 移動維護計算機系統(tǒng)設計 .................................................................................................... 218 安全性、可靠性和的質量保證技術 ............................................................................................ 219 安全性 ....................................................................................................................................... 219 可靠性 ....................................................................................................................................... 222 質量保證技術 .......................................................................................................................... 223 軟件清單 ............................................................................................................................................. 228 11 圖紙 .......................................................................................................................................................... 228 上海崇明越江通道長江隧橋工程結構健康監(jiān)測系統(tǒng)投標文件 （初步設計方案 第 1 頁 共 228 頁 ） 1 工程概述 上海崇明越江通道長江隧橋工程是連接上海浦東、長興島和崇明島的特大型市政工程，該工程采用 ―南隧北橋 ‖方案， 以隧道形式連通浦東和長興島，以橋梁形式連通長興島和崇明島。上海長江隧道全長 ，其中江中盾構段長約 ，襯砌外徑達 15m，為當前世界之最，上海長江大橋全長 ，主要組成部分包括一座主跨 730m 的主航道斜拉橋，一座 140m 跨徑的預應力混凝土連續(xù)梁輔航道橋 ， 各種跨徑的混凝 土連續(xù)梁橋及100m 跨等高度鋼 —混凝土結合梁橋。 上海崇明越江通道長江隧橋工程結構健康監(jiān)測系統(tǒng)（以下簡稱 ―上海長江隧橋結構健康監(jiān)測系統(tǒng) ‖） 通過測量反映 隧橋環(huán)境激勵和結構響應狀態(tài)的 信息，實時、定期監(jiān)測 隧橋結構的工作性能 ，定時、定量地評價隧橋結構的健康狀態(tài) ，以保證 上海長江隧橋 的安全運營，為 長江隧橋 的養(yǎng)護 、 維修提供科學依據(jù)。為使長江隧橋結構健康監(jiān)控系統(tǒng)成為一個功能強大并能真正長期用于結構損傷和狀態(tài)評估，滿足隧橋養(yǎng)護管理和運營的需要，同時又具經濟效益的結構健康監(jiān)控系統(tǒng)，遵循如下設計原則： 1）遵循簡潔、實用、性能可靠、經濟合理的指導思想； 2）系統(tǒng)設置首先需滿足長江隧橋養(yǎng)護管理和運營的需要，立足實用性原則第一，兼顧考慮科學試驗和設計驗證等方面因素。 4）易損性分析原則考慮以下方面： 不同類型的結構受力特點、構件的工作特征； 設計時 不同類型結構的控制斷面、控制點； 結構不同類型材料的材料特性、使用特性； 結構受外部環(huán)境及荷載影響后最易損傷部位； 基于既有同類型結構已發(fā)生的損傷部位； 目前階段尚未有足夠資料驗證的關鍵部位。 6）從動力、靜力、耐久性對結構進行監(jiān)測，力求用最少的傳感器和最小的數(shù)據(jù)量完成工作； 7）以結構位移監(jiān)測為主，以力、應力、模態(tài)分析為輔助。 系統(tǒng)功能總框架 ◆ 風◆ 溫度◆ 應變◆ 加速度◆ 撓度◆ 差異沉降◆ 索力◆ GPS◆ 傾斜儀◆ 疲勞計◆ 伸縮儀傳感器系統(tǒng)（ Sensor y S ystem ）底層傳輸網(wǎng)絡工作站系統(tǒng)（ Data Acquisition Sy stem ）信號調理◆ 信號放大◆ 信號過濾◆ 模擬 / 數(shù)字轉換數(shù)據(jù)采集◆ 數(shù)據(jù)采樣◆ 數(shù)據(jù)存儲 （ 編檔 ）◆ 數(shù)據(jù)預處理◆ 采樣控制數(shù)據(jù)通訊◆ 數(shù)據(jù)傳輸◆ 控制信號接收上層傳輸網(wǎng)絡數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)（ Data Pr ocessing amp。 M aintenan ce S ystem ）在線評估◆ 分級預警◆ 工作狀態(tài)評級◆ 日常報表數(shù)據(jù)流 （ 固定網(wǎng)絡傳輸 ）數(shù)據(jù)流 （ 臨時連接傳輸 ） 結構健康監(jiān)測系統(tǒng)功能主要分為四部分： 1） 傳感器系統(tǒng)：通過傳感器來記錄結構響應，以模擬或數(shù)字信號反饋給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)； 2） 工作站系統(tǒng)：通過調理采集設備采集傳感器系統(tǒng)的模擬或數(shù)字信號； 3） 數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)：實時接收并處理工作站系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，并對原始數(shù)據(jù)和處理后數(shù)據(jù)進行顯示和在線評估及預警。 5） 輔助支持系統(tǒng)： 由隧橋外場及監(jiān)控中心輔助上述系統(tǒng)正常運行的設備組成， 包括 外場 機柜、外場機箱、 配電 及 UPS、 防雷 和 遠程 電源監(jiān)控等子系統(tǒng) 。 上海崇明越江通道長江隧橋工程結構健康監(jiān)測系統(tǒng)投標文件 （初步設計方案 第 5 頁 共 228 頁 ） 3 監(jiān)測區(qū)段及監(jiān)測內容 設計原則 實時監(jiān)測區(qū)段選取重要及有代表性的結構，如長江大橋的主航道斜拉橋和 105m 跨鋼混凝土疊合連續(xù)梁 橋段；隧道的超深埋段及連接通道處。監(jiān)測內容的選取遵循傳感器實時監(jiān)測和人工定期監(jiān)（檢）測相結合的原則，監(jiān)測內容能夠覆蓋結構離線評估（結構耐久性、安全性和使用性）的要求。 傳感器實時監(jiān)測內容及監(jiān)測目的如下。 8 應變 掌握大橋動靜載荷力作用下的結構應力應變情況，用以設置相應預警閾值。 10 梁端位移 掌握大橋伸縮縫位置梁端實時位移 11 傾斜 掌握大橋梁端實時橫向傾斜情況 12 除濕機狀況 掌握大橋箱梁內及塔內濕度和除濕機工作狀況，遠程控制除濕機啟停 13 阻尼器狀況 掌握大橋阻尼器實時工作狀況 . 105m 跨疊合梁橋 序號 實時監(jiān)測 內容 監(jiān)測目的 1 變形 墩臺沉降 掌握橋段各墩臺累積相對沉降，計算相鄰墩位之間的差異沉降 2 跨中撓度 掌握橋段各跨跨中相對跨中撓度 3 結構溫度 掌握橋段結構溫度情況 4 箱梁內大氣溫度 掌握箱梁內大氣溫度情況 5 動力 振動 掌握橋段結構實時振動響應，用以計算結構模態(tài)參數(shù)，并用于振動類突發(fā)事件的預警 6 應變 掌握橋段動靜載荷力作用下的結構應力應變情況，用以設置相應預警閾值 7 疲勞 掌握橋段鋼結構疲勞關鍵點的結構疲勞情況，用以提供離線評估分析結構疲勞壽命 8 鋼筋應力 掌握橋段濕接 頭上排縱向鋼筋應力應變情況 9 除濕機狀況 掌握橋段箱梁內及塔內濕度和除濕機工作狀況，遠程控制除濕機啟停 由于 105m 跨疊合梁橋濕接頭位置未使用縱向預應力筋，因此 增加了 105m 跨連續(xù)梁橋濕接頭位置的鋼筋應力監(jiān)測。 以下是對人工定期監(jiān)測內容及區(qū)段的要求。車流量作為 影響橋梁工作狀況重要因素，是深入分析評估橋梁狀態(tài)的重要依據(jù) . 連續(xù)梁橋 序號 定期監(jiān)測內容 監(jiān)測目的 監(jiān)測區(qū)段 1 安全性 基礎沖刷深度 定期對橋位處地形進行測量，取得基礎的沖刷斷面圖等，確定基礎的沖刷深度、范圍及發(fā)展趨勢，評估大橋的安全性，為維修提供依據(jù) 105m 跨疊合梁橋 2 橋墩的變位 定期對監(jiān)測區(qū)段的每個橋墩進行墩頂變形測量，掌握橋墩的變形情況及發(fā)展趨勢，評估大橋的安全性 105m 跨疊合梁橋 3 箱梁應力及撓度 定期通過荷載試驗的方式對大橋的箱梁應力及撓度進行測量，通過靜載試驗，判別結構在 受到不同靜荷載作用時的靜態(tài)響應是否在預應力混凝土連續(xù)箱梁的一般容許值范圍內，檢驗橋梁主體結構的受力狀況及橋梁承載能力是否符合設計要求，評估大橋的安全性能 105m 跨疊合梁橋 輔航道橋 4 動力特性 定期通過荷載試驗的方式對大橋的動力特性進行測量，評定橋梁承載狀態(tài) 105m 跨疊合梁橋 輔航道橋 上海崇明越江通道長江隧橋工程結構健康監(jiān)測系統(tǒng)投標文件 （初步設計方案 第 8 頁 共 228 頁 ） 序號 定期監(jiān)測內容 監(jiān)測目的 監(jiān)測區(qū)段 5 鋼結構焊縫探傷 定期對主航道斜拉橋重要部位的鋼結構焊縫進行探傷，檢測焊縫工作狀態(tài) 105m 跨疊合梁橋 6 耐久性 混凝土強度 定期對全橋所有混凝土連續(xù)梁進行混凝土強度測量，評估大橋的耐久性 全橋 7 碳化深度 定期對全橋所有混凝土連續(xù)梁進行混凝土碳化深度測量，評估大橋的耐久性 全橋 8 鋼管樁腐蝕 以人工定期檢測的方法對主要區(qū)段的鋼管樁腐蝕情況進行數(shù)據(jù)采集 全橋 9 使用性 橋面線形 定期對全橋所有連續(xù)梁進行橋面線形測量，評估大橋的使用性 全橋 10 其他外觀檢查 橋面狀況、混凝土表觀狀況、伸縮縫狀況、支座狀況、護欄狀況、其他設施狀況 全橋 11 鋼結構狀況 鋼結構外觀檢查 105m 跨疊合梁橋 上海長江隧道 經分析隧道結構的特點，在隧道結構不同埋深位置選取監(jiān)測斷面，并對所有連接通道處 設置監(jiān)測斷面。我方建議鋼筋銹蝕程度改為定期監(jiān)測，傳感器為預埋安裝方式，讀數(shù)為定期讀數(shù)，傳感器線纜不接入實時監(jiān)測的網(wǎng)絡中。 以下是對人工定期監(jiān)測內容及區(qū)段的要求。 上海崇明越江通道長江隧橋工程結構健康監(jiān)測系統(tǒng)投標文件 （初步設計方案 第 10 頁 共 228 頁 ） 4 監(jiān)測點及監(jiān)測方法 上海長江大橋 實時監(jiān)測 根據(jù)上海長江大橋的結構易損性分析的結果，我方在招標文件推薦布點的基礎上，對布點做了進一步的優(yōu)化。 4） 主跨跨中（截面 9），在橫梁位置增加 4 個鋼結構橫向疲勞計，位置同鋼結構橫向應變計，原箱梁底板靠外側的兩個橫向疲勞計調整到頂板靠橫梁的縱向疲勞計處，共計增加 4 個鋼橫向疲勞計。；全橋總計 6 個加速度計截面，共設置 12 個豎向加速度計和 6 個橫向加速度計。 詳細布點見初步設計方案圖紙 JC01～ JC19。10%設計索力 數(shù)字式索力計 20 30 分鐘 /次 索溫 ℃ ℃ 20~70℃ 索基頻 Hz %177。300gal 2 變形 塔頂及跨中 位移 三向偏位 mm 177。 16mm＋ （豎向） GPS 系統(tǒng) 13 10Hz 3 結構溫度 砼結構溫度 砼結構溫度 ℃ ℃ 20~70℃ 光纖傳感器 16 1 分鐘 /次 鋼結構溫度 鋼結構溫度 ℃ ℃ 20~70℃ 16 4 環(huán)境 大氣溫度 氣溫 ℃ ℃ 20~70℃ 4 5 風速風向 風速 m/s 超聲 ~50m/s 超聲 3 1Hz 機械 ~75m/s 機械 1 風向 176。 0~360176。 6 動力響應 振動 豎向加速度 gal 106gal 1