【案例】南京第四长江大桥GNSS健康监测系统
大桥结构健康监测方案 (2)
大桥结构健康监测方案
大桥结构健康监测方案可以包括以下几个方面：
1. 传感器安装：在大桥的关键位置安装传感器，以测量和
监测桥梁结构的各种参数，如挠度、应力、应变、位移等。
传感器的类型可以包括应变计、加速度计、位移传感器等。
2. 数据采集系统：搭建一个用于采集传感器数据的系统。
这可以是一个现场采集系统，也可以是一个远程监测系统。
系统应该能够实时采集数据，并对数据进行分析和处理。
3. 数据分析：使用合适的数据分析方法，对采集到的大桥
结构数据进行处理和分析。
这可以包括盖帽分析、频域分析、模态分析等。
通过分析数据，可以了解桥梁的健康状态，以及是否出现了损伤或变形等问题。
4. 健康评估与预警：根据数据分析的结果，对桥梁的健康
状态进行评估，判断是否需要进行维护和修复工作。
如果
发现了潜在的问题或存在风险，应及时发出预警，并采取
相应的措施来保证桥梁的安全运营。
5. 数据可视化：将数据和分析结果以可视化的方式展示，
方便用户对大桥结构健康状态进行监测和管理。
这可以采
用图表、图像、地图等形式来呈现，并提供实时更新的功能。
6. 定期检测与维护：除了实时监测，还需要定期对大桥进
行检测和维护。
定期检测可以包括视觉检查、超声波检测、磁粉检测等多种方法，以进一步确认桥梁的健康状况，并
及时修复可能存在的问题。
通过以上方案，能够实现对大桥结构的持续健康监测，及
时发现和处理潜在问题，确保桥梁的安全运营。
基于GNSS的桥梁健康监测预警系统
基于GNSS的桥梁健康监测预警系统解决方案上海海积科技股份有限公司股票代码【833521】2015.12桥梁健康GNSS形变监测预警系统1.监测系统简介我国是个桥梁大国，据交通部最新数据统计，我国约有75.71万座公路桥梁（不含市政桥梁）。
而近年来，桥梁安全事故频发，影响健康安全桥梁的因素众多：人为因素、车辆长期超载、材料自身退化等，缺乏及时到位的管理养护导致结构各部分在远没有达到设计年限前就产生不同程度的损伤和劣化等。
损伤如果不能及时得到检测和维修，轻则影响行车安全和缩短桥梁使用寿命，重则导致桥梁突然破坏和倒塌。
因此，建立一套针对桥梁的智能在线监测系统显得尤为迫切。
海积形变检测系统以高精度北斗定位技术为核心，结合现代传感器、信号采集与处理、通信、远程控制、计算机技术、桥梁结构计算分析等技术，对大桥的健康状态进行实时监测，为大桥的灾害事件预防及应急预案提供科学可靠的数据支持。
海积形变监测系统由高精度GNSS位移检测系统Monitor、传感器监测系统、数据传输系统和数据处理中心组成。
图1-1 海积形变监测系统架构示意图2.系统方案桥体在运行期间都会受到行车荷载、风力、温度以及突发的自然灾害等外界因素的影响，也会受到混凝土收缩徐变、混凝土老化、混凝土碳化、钢筋松弛、钢筋锈蚀、斜拉索锈蚀、墩台基础沉降等内在因素的影响。
在内外因素的影响之下，大跨度斜拉桥将产生几何变化、内力变化和索力变化等各种效应。
如果这些变化过大，超过了桥梁能够承受的安全范围，将会产生灾难性的后果。
基于上述原因，海积桥梁形变监测系统以高精度北斗定位技术为主，对桥梁进行墩台沉降观测、桥面线形与挠度观测、主梁横向水平位移观测、高塔柱摆动观测，确保全方位监测桥梁的健康安全状况。
2.1软件系统海积桥梁形变检测软件系统由综合管理系统、数据采集系统、数据传输系统、数据处理系统、监测预警系统和Web在线发布系统等系统组成，其中综合管理系统是服务器软件管理中心，数据处理系统数据解算中心、监测预警系统是监测数据分析中心，也是高精度变形监测预警系统的核心。
桥梁健康监测技术应用案例分析
桥梁健康监测技术应用案例分析桥梁作为交通运输的重要枢纽，其结构的安全性和稳定性至关重要。
为了确保桥梁在长期使用过程中的健康状况，桥梁健康监测技术应运而生。
本文将通过几个具体的案例，深入分析桥梁健康监测技术的应用。
案例一：某大型跨海大桥这座跨海大桥所处的环境复杂，面临着海浪、海风、海水腐蚀等多种不利因素的影响。
为了实时掌握桥梁的结构状态，采用了一套综合性的健康监测系统。
监测系统中包含了多种传感器，如应变传感器、位移传感器、加速度传感器等。
应变传感器被安装在桥梁的关键部位，如桥墩、箱梁等，用于监测结构的应变情况。
位移传感器则用于测量桥梁在风、浪等作用下的位移变化。
加速度传感器能够捕捉桥梁在车辆通行和外部荷载作用下的振动响应。
通过这些传感器收集到的数据，经过传输系统实时传输到数据处理中心。
在数据处理中心，专业的软件对数据进行分析和处理。
一旦监测数据出现异常，系统会立即发出警报，提醒相关人员采取措施。
例如，在一次强风天气中，监测系统发现桥梁的某个桥墩的应变值超出了正常范围。
经过进一步的分析和评估，发现是由于强风导致桥墩局部受力过大。
相关部门迅速采取了限制车辆通行、加强桥墩防护等措施，避免了潜在的安全隐患。
案例二：某城市高架桥这座城市高架桥位于交通繁忙的区域，车流量大，且周边建筑物密集。
为了保障桥梁的安全运行，对其进行了健康监测。
监测系统中除了常见的传感器外，还引入了视频监测设备。
视频监测设备可以直观地观察桥梁的外观变化，如裂缝的出现和扩展、表面混凝土的剥落等。
同时，利用无线传感器网络技术，实现了传感器数据的高效传输。
这种技术不仅减少了布线的复杂性，还提高了数据传输的稳定性和可靠性。
通过长期的监测，发现了桥梁在某些部位存在着轻微的裂缝扩展趋势。
根据监测数据，相关部门及时安排了维修和加固工作，延长了桥梁的使用寿命。
案例三：某山区公路桥梁这座桥梁位于山区，地形复杂，地质条件不稳定。
在其健康监测中，重点关注了桥梁基础的稳定性和山体滑坡对桥梁的影响。
南京长江第四大桥供配电和综合监控系统设计
南京长江第四大桥供配电和综合监控系统设计
高阳;李铁军
【期刊名称】《中国交通信息化》
【年(卷),期】2013(000)0S2
【摘要】南京长江第四大桥的供配电系统涵盖了主桥、主塔、引桥、接线桥和路基段,以及隧道、房建区和互通区的供配电系统设计,是供配电系统种类非常齐全的一个设计工程,这些系统之间如何结合,以及如何结合构造物本身是本工程供配电系统的独一无二之处。
结合四桥供配电系统的需求,本工程设计了电力监控系统。
另外,根据特大桥除湿机、电梯等设备的需求,本工程还设计了桥梁设备控制系统。
考虑到节省造价,将两个系统有机结合起来,即综合监控系统,其特点也是显而易见的。
用电负荷分类大桥全线用电负荷按照负荷等级进行分类,可以划分为一、二和三级负荷:1、其中通信、监控、收费、电力监控、所用电和消防属于
【总页数】3页(P70-72)
【作者】高阳;李铁军
【作者单位】中国公路工程咨询集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U443.7
【相关文献】
1.南京长江第四大桥超限治理综合管理系统 [J], 古常友
2.南京长江第四大桥超限治理综合管理系统 [J], 古常友;
3.南京长江第四大桥供配电工程施工组织实施方案 [J], 王立山;徐永明
4.南京长江第四大桥供配电工程施工组织实施方案 [J], 王立山;徐永明;
5.南京长江第四大桥监控系统设计 [J], 陈小妮;
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南京四桥悬索桥监测系统介绍
（ D3.2m～D2.8m） 设计单位：HPDI 通车时间：2012年12月24日 全桥总投资：68.6亿元（ 28.996km） ；
➢（同类型桥梁）世界第三、中国第一 ➢被誉为“中国的金门大桥”（1280m， 1937/05/27）
2002 ✓ Mechanical Vibration—Evaluation of Measurement Results from
Dynamic Tests and Investigations on Bridges, ISO/DIS 18649:2002(E) ✓ 欧洲动态称重标准COST 323 Accuracy Classes ✓ 《National Bridge Inspection Standards》FHWA, 2004 ✓ “Rion-Antirion Bridge Inspection & Maintenance
1 项目背景 21 系统代表性功能及开发成果介绍 31 系统设计主要创新点
1、项目背景
中交公路规划设计院有限公司
CCCC HIGHWAY CONSULTANTS CO., LTD.
南京长江第四大桥悬索桥主桥
内蒙古
黑龙江
新疆
青海
西藏
四川
云南
河 北
广西
江 安苏 徽
浙 江
福建
广东
桥梁总长：2.476km（悬索桥）/5.451km 主桥结构体系：半漂浮体系三跨连续双塔
2、系统代表性功能及开发成果介绍
中交公路规划设计院有限公司
CCCC HIGHWAY CONSULTANTS CO., LTD.
大型桥梁结构健康监测系统之G N S S 位移监测子系统
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大型桥梁结构健康监测系统之GNSS位移监测子系统
监测系统意义
随着国民经济的发展,越来越多的特大型桥梁进入了人们的视野， 桥梁结构逐步向轻巧、纤细方面发展，与此同时桥梁的载重、跨径和桥 面宽度不断增长，结构型式不断变化。这些交通基础设施在人们的经济 生活中发挥着巨大的作用。为确保特大型桥梁在使用寿命期的安全运 营，必须对这些桥梁的运行状况进行监测。监测桥梁形变可以有效反映 桥梁结构的工作状况，因此, 以形变监测提供桥梁的健康状况预警, 是一 项必须长期进行的工作，意义重大。
Trimble R5 GNSS 接收机
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Trimble R5 GNSS 接收机
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MOXA TCF142-S-SC 光电转换器
单模光纤
MOXA TCF142-S-SC 光电转换器
单模光纤
MOXA TCF142-S-SC 光电转换器
GPS1205 （南左大缆）
Trimble R4 GNSS 接收机
GPS3205 （南右大缆）
天线
基准站2
系统应用方向
该监测方案适用于大跨度悬索桥、斜拉桥的变形监测。
桥梁的监测的案例
桥梁的监测的案例我给你讲个超酷的桥梁监测案例呀。
就说那座横跨大河的A桥吧。
这桥可是交通要道呢，每天车来车往、人来人往的。
最开始呢，管理部门就发现这桥有点小毛病，有时候走在桥上感觉有点轻微的晃动，可把大家吓一跳。
于是呢，他们就请来了专业的监测团队。
这个监测团队可厉害啦，就像给桥安排了一群超级保镖。
他们在桥上安装了好多小玩意儿，就像给桥装上了“感觉器官”。
比如说，有那种能精确测量桥身微小变形的传感器，这传感器就像桥的小尺子，哪怕桥身有一丁点儿的弯曲或者拉伸，它都能察觉到，然后把数据传给后台的电脑。
还有测量震动的传感器呢，就像一个超级敏感的耳朵，不管是大卡车轰隆隆开过引起的震动，还是偶尔刮大风给桥带来的晃动，它都能捕捉到。
有一次啊，后台的数据突然有点异常，震动数值比平常大了一些。
这可把大家紧张坏了。
监测团队赶紧跑去桥上检查，原来是一辆超载的大货车在桥上横冲直撞，那重量加上它野蛮的行驶方式，让桥有点吃不消啦。
多亏了监测系统及时发现，管理部门就赶紧把大货车拦下，还对司机进行了教育和处罚呢。
再比如说，这桥在夏天和冬天的状态也不一样。
夏天的时候，温度高，桥身会因为热胀冷缩的原理有一些细微的膨胀。
要是没有监测系统啊，我们可能都不知道桥在默默承受这些变化呢。
通过监测系统的数据，工程师们就能清楚地看到桥在不同季节、不同温度下的伸缩情况，这样就能提前做好维护计划，给桥进行必要的保养。
还有啊，这监测系统还能根据长期收集的数据预测桥的寿命呢。
就像算命先生一样，但人家可是根据科学数据来的哦。
要是发现桥的某个部位损耗得比较快，就像人身体里某个器官有点小毛病一样，他们就能提前采取措施，给桥做个小“手术”，加固一下或者更换一些零件，这样就能让这座桥一直稳稳当当地横跨在大河上，为大家服务啦。
你看，这桥梁监测是不是超级重要呀？。
智慧桥梁大桥健康监测系统建设方案
信息发布
通过网站、APP等渠道，向公众发布大桥的 健康状况、交通状况等信息，提高信息透明
度。
04
系统实施与部署
系统规划与设计
需求分析
明确监测系统的功能需求，包括 数据采集、处理、存储、预警和 可视化等方面。
系统架构设计
根据需求分析，设计系统的整体 架构，包括硬件和软件结构、网 络拓扑等。
数据模型设计
科学决策依据
健康监测系统提供的数据和分析结果，为管理部门制定科学合理的 维护和改造方案提供依据，提高桥梁的安全性能。
降低维护成本
精准维护
01
通过实时监测和预警，管理部门能够及时发现并处理桥梁的潜
在问题，避免小问题积累成大故障，降低维护成本。
优化资源分配
02
基于健康监测数据的分析，管理部门可以更合理地分配维护资
源和人力，提高维护效率，降低成本。
延长桥梁使用寿命
03
通过预防性维护和科学决策，健康监测系统有助于延长桥梁的
使用寿命，从而降低长期维护成本。
提高交通效率
减少交通拥堵
通过实时监测桥梁的结构健康状况，管理部门可以提前采取措施 ，避免因桥梁故障导致的交通拥堵。
优化交通流
基于健康监测数据的分析，管理部门可以优化交通流，提高道路 和桥梁的通行效率。
预警与预测系统
预警阈值设定
根据桥梁的安全状况和监测数据，合理设定预警阈值，及时发现异常情况并发出 预警信息。
预测模型建立
建立基于历史数据的预测模型，对桥梁的未来健康状况进行预测，为桥梁的维护 和管理提供决策支持。
云计算与大数据技术
云计算平台搭建
搭建基于云计算的平台，实现数据存 储、处理和分析的高效运行。
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南京第四长江大桥GNSS健康监测系统目前，随着GNSS技术的不断成熟，GNSS自动化监测系统已经在桥梁、建筑、地震、大坝等行业中应用并取得很好的效益。
GNSS自动化监测系统仪器以其卓越的性能受到专家的好评。
采用GNSS技术用于桥梁等工程变形监测的手段已经被广泛的应用于世界各地。
上海华测导航技术股份有限公司充分利用在大型桥梁GNSS监测技术上的积累与开发，研发了自主知识产权的桥梁GNSS监测系统软件，推进了大型桥梁结构健康监测系统的科学化、信息化、标准化和可视化。
一、项目简介
南京长江第四大桥是国内首座三跨吊悬索桥，是江苏省境内开工建设的第八座长江大桥。
大桥位于南京长江第二大桥下游约10公里处，起于六合区横梁镇以东与宁通高速公路相交处，止于沪宁高速公路相交处的麒麟枢纽，全长28.996公里，其中跨江大桥长约5.448公里，主跨采用1418米三跨吊悬索桥方案，全线按双向六车道高速公路标准设计，跨江大桥设计速度为100公里/小时，两岸接线设计速度为120公里/小时。
目前大桥安装共包括19个GPS监测点，2个GPS参考点。
二、点位布设
根据大桥的情况，我们在主桥塔顶布设4个GNSS监测站，分别为北塔左幅塔顶1个、北塔右幅塔顶1个、南塔左幅塔顶1个、南塔右幅塔顶1个；主桥梁部5个GNSS监测站（均布设在道路中央隔离带处），分别为北边跨1/2处、1/4处、1/2处、3/4处、南边跨1/2处；主缆部分布设10个GNSS监测站，左幅主缆5个，右幅主缆5个，位置为左右主缆的北边跨1/2处、1/4处、1/2处、3/4处、南边跨1/2处。
具体布设位置见下图：
注：点名参考实际命名图
三、监测点采用立柱式安置方案
1）考虑桥面通车及人行道人流量，桥面监测点立柱设计高度为4米；
2）塔顶立柱的高度必须考虑到塔顶的倾斜度及实际安装位置（由于安装的位置不同，如果立柱不够高塔顶最高部分可能遮挡卫星，但是如果太高立柱会自振，而且塔顶避雷针有可能对GNSS天线起不到保护的作用），我们初定高度为1.5米；
3）主缆部分高度立杆暂定为0.5米，在索夹上攻丝后进行栓接并防腐，该处需施工前测试GNSS信号情况；4）立柱顶部安装天线罩的位置所用材料应做好防腐处理，同时预留通线孔和固定天线罩孔；5）立柱的材料要有刚性，以尽量减小风、桥梁自振引起的立柱振动幅度等。
根据设计要求，桥面的立杆长度是4m，塔顶立杆长度为1.5m，但立杆的设计必须要考虑GNSS天线电缆走线的方便。
四、点位现场建设照片
南岸GPS参考站观测墩建设图桥面GPS监测点
桥塔GPS监测点主缆GPS监测点建设图
五、软件处理系统
华测HCMONITOR GNSS数据处理软件
软件介绍
HCMonitor 是上海华测为满足自动化监测应用的最新需求，充分利GNSS （GPS/BDS/GLONASS）最新发展而研发的第二代自动化形变监测服务软件，包括核心解算软件HCMonitor、数据分流软件Cstream、完整性检验软件。
系统功能架构如下：
系统通过HCMONITOR软件实时解算各监测点数据，提供准确稳定的三维坐标，并将各点解算结果转发至桥梁结构健康监测系统平台上。
铺助支持子系统
辅助支持系统包括供电、避雷、综合布线等，保障整个系统在各种环境下安全、稳定、长时间联系工作。