大橋沉降自動化監(jiān)測方案

1、大橋沉降自動化監(jiān)測方案巷坑大橋沉降自動化監(jiān)測方案 （2015年）2015年3 月1.工程概況2.監(jiān)測需求及目的 高速列車運行速度快， 對橋梁及軌道平整度要求極高，巷坑大橋地處*部位，橋梁的沉降事關(guān)列車運行安全，因此原先在各橋墩設(shè)置了人工 觀測水準點。為不影響列車正常運行，提高工作效率，快速、精確掌 握大橋沉降變形，實時監(jiān)控橋梁安全運行，在原人工測點附 近安裝自動化沉降監(jiān)測儀器設(shè)備，并配置自動化采集裝置， 通過通信網(wǎng)絡(luò)連接至管理中心的監(jiān)控計算機，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù) 的自動化采集、存儲、計算和圖表處理。同時為了監(jiān)測現(xiàn)場環(huán)境溫度，可在現(xiàn)場布置溫度計。本次可采用南瑞公司 RJ-20型智能型精力水準儀用來監(jiān)

2、測大橋沉降，采用南瑞公司生辰的NZWD型溫度計監(jiān)測現(xiàn)場環(huán)境溫度，所有傳感器均接入DAMS-IV型分布式監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)自動化監(jiān)測。3 .自動化監(jiān)測方案 3.1系統(tǒng)原理 整個系統(tǒng)采用了南 瑞公司的DAMSIV型分布式監(jiān)測系統(tǒng)。由傳感器、數(shù)據(jù)采集單元 DAU、計算機、信息管理軟件 及通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。各測量控制單元DAU對所轄的儀器按照監(jiān)控主機的命令 或設(shè)定的時間自動測量，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，暫存于 DAU中, 并根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)控主機的命令向主機傳送所測數(shù)據(jù)可遠程無 線傳輸。監(jiān)控主機根據(jù)一定的判據(jù)對實測數(shù)據(jù)進行檢查和在線監(jiān) 控。監(jiān)控主機主要是對存儲的數(shù)據(jù)進行處理和分析，并向各 級主管部門發(fā)送有關(guān)安全方面的信息。3

3、.2 儀器選型及技術(shù)指標(1)靜力水準儀 智能型靜力水準儀廣泛應(yīng)用于橋梁、大壩、船閘、邊坡及地下洞室、 地鐵、隧洞、礦山、高層建筑、地基、核電站等不同部位、 塊體的相對垂直位移變化進行精密自動化測量。儀器結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)環(huán)境能力強、測量精度高、長期穩(wěn) 定可靠。主要技術(shù)指標 量程20mm或50mm； 靈敏度0.01mm； 精度 0.1mm； 環(huán)境溫度30?C+ 60?C; 相對濕度 <100 (2)溫度計 選用南瑞集團公司研制生產(chǎn)的NZWD型銅電阻式溫度計，可接入自動化系統(tǒng)進行自動化測量，技術(shù)指標 如下 測量范圍-30 C70c測溫精度 i0.3 Co分辨力W 0.05：電阻溫度系數(shù)5C/Q

4、 (3)數(shù)據(jù)采集單 元 數(shù)據(jù)采集單元具有智能化結(jié)構(gòu)、強環(huán)境適應(yīng)性、可外接 至少8個傳感器、壁桂式安裝、設(shè)置多種參數(shù)、低功耗設(shè)計 等特點。主要技術(shù)指標相應(yīng)數(shù)據(jù)采集單元也與之配套地選用該系統(tǒng)的DAU2000型數(shù)據(jù)采集單元，由DAU2000型數(shù)據(jù)采集 單元箱體、NDA專用不間斷電源、NDA通信模塊、防潮加 熱器和多功能分線排等部分組成。(1 )NDA1705型智能傳感器數(shù)據(jù)采集智能模塊NDA1705型數(shù)據(jù)采集智能模塊用于自動采集 RS485信號輸 生的智能傳感器信號。每個模塊均具有獨立的CPU、存儲單元、測試單元、通訊單元、防護單元等，各模塊間互不影響、獨立工作。采用先進的測試技術(shù)，并通過電磁兼容測

5、試，具有測量精度高、抗干擾能力強、長期運行穩(wěn)定的優(yōu)點。可用于水利水電工程、市政交通工程、礦山工程等結(jié)構(gòu) 物監(jiān)測儀器的自動化測量。主要技術(shù)指標規(guī)格型號NDA1705通道數(shù)8個獨立的 RS485信號通道 量程 同傳感器 精度0.05FS分辨率 0.01FS測量方式 定時、單檢、巡檢、選測，可任設(shè)測點群 測 量間隔時間1分鐘99天可調(diào) 測量時間1秒5秒/通道 通信接口 RS-485存儲容量 100次 工作溫度 -10 C 50 C , -25 C60 C 可選 (2) NDA1103數(shù)據(jù)采集智 能模塊NDA1103型數(shù)據(jù)采集模塊用于自動采集溫度計輸由 的傳感器信號。3.3 監(jiān)測點布置 與人工測點布設(shè)

6、位置相同，在大橋左右兩側(cè)各增設(shè)1條靜力水準，每條線路布置測點10個，基準 點1個，上下游共計22個測點(含基點)。傳感器測點布置在原人工水準測點附附近的防護墻外 側(cè)，采用側(cè)面固定支架安裝的方式。因隧洞巖體相對較為穩(wěn)定，因此可分別以CPIII340301、CPIII340302作為垂直位移的相對基準點。另外為了監(jiān)測現(xiàn)場環(huán)境溫度，共布置溫度計5支，分別位于兩側(cè)基點、主跨跨中及1橋墩處，用來監(jiān)測現(xiàn)場環(huán)境溫度。3.4 采集裝置配置現(xiàn)場共設(shè)置智能型數(shù)據(jù)采集單元(DAU2000 ) 2套，內(nèi)置NDA1705智能數(shù)據(jù)采集模塊 4塊, 納入了 22臺靜力水準智能型監(jiān)測傳感器。內(nèi)置NDA1103數(shù)據(jù)采集模塊1塊

7、用于采集溫度計數(shù)據(jù)。3.5 系統(tǒng)供電及通信 因工程現(xiàn)場處于野外山區(qū)， 受供電 和通信條件限制，因此采用太陽能設(shè)備供電；另外需設(shè)置了1臺NDA3100通訊模塊、2臺GSM無線Modem,用于遠程 無線通信。3.6 中心站軟件 中心站采用南瑞 DSIMS4.0大壩安全信 息管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件，具與自動化數(shù)據(jù)采集單元配套，具有 數(shù)據(jù)在線采集、電測成果計算、測點數(shù)據(jù)的報表、圖形輸由、 采集饋控、遠程召測、信息報送等六個主要部分。各部分有獨立的用戶界面，既可以和安全監(jiān)測信息管理 及綜合分析系統(tǒng)協(xié)同工作，又可單獨運行。如下圖DSIMS安全監(jiān)測管理系統(tǒng)軟件主要功能1）在線監(jiān)測系統(tǒng)在線監(jiān)測主要包括數(shù)據(jù)采集、測值

8、計算整編、 在線快速安全評估三個主要部分。三部分各自有獨立的用戶界面，既可以協(xié)同工作，又可 單獨運行。數(shù)據(jù)采集通過不同的途徑獲取觀測數(shù)據(jù)，包括自動化觀 測的數(shù)據(jù)和人工觀測的數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)中獲取系統(tǒng)觀測數(shù)據(jù)的測值計算整編，一次采集完成后，根據(jù)現(xiàn)場儀器的實際 布設(shè)情況計算整編本次監(jiān)測的監(jiān)測數(shù)據(jù)?？焖侔踩u估，一次采集完成后，利用該次實測數(shù)據(jù)對 大壩的安全狀況作一個簡便、快速的評估，為大壩管理人員 提供一個啟示性的信息，引起他們的重視，進而開展更詳細 的安全分析和評估工作。數(shù)據(jù)采集完成后進行測值計算整編，然后對本次測值進 行在線評估服務(wù)。缺省方式為自報方式，自動完成整個過程。系統(tǒng)功能圖如下圖所示2）數(shù)

9、據(jù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理提供對與監(jiān)測系統(tǒng)有關(guān)的各種信息和數(shù)據(jù)的管理。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括原始觀測數(shù)據(jù)庫、新測庫、現(xiàn)實（或分 析）數(shù)據(jù)庫、整編數(shù)據(jù)庫、生成數(shù)據(jù)庫、人工巡視庫、儀器（參數(shù)、特性和信息）庫、模型管理庫、指標知識庫、靜態(tài)數(shù)據(jù)庫（包括工程對象信息庫表、工程檔案庫表等），以及文件、圖形、圖像、多媒體資料綜合資料庫。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)主要包括以下功能1）監(jiān)測儀器信息管理儀器分布及組成情況資料管理儀器特性參數(shù)管理 儀器完好率統(tǒng)計資料管理 2）監(jiān)測自動化系統(tǒng)信息管理系統(tǒng)建設(shè)信息管理 系統(tǒng)運行記錄資料管理系統(tǒng)改造資料管理其功能如下圖所示 3）圖形/報表系統(tǒng) 圖形/報表子系統(tǒng)提供 豐富的圖表控件供用戶根據(jù)自己的需

10、要編輯形成各類圖形、 報表、圖表模板，系統(tǒng)分為圖表編輯器和圖表顯示器兩部分， 編輯器生成的文件按圖表名保存為模板，調(diào)用該圖表名可生 成相應(yīng)的圖表并可保存、打印，該圖表可以在IE下顯示。系統(tǒng)功能如圖所示 4）文檔管理系統(tǒng) 文檔管理主要包 含幾個方面的內(nèi)容 1）建立工程建設(shè)信息資料的電子文檔數(shù) 據(jù)庫 包括主要工程建設(shè)設(shè)計文件資料、圖紙，運行設(shè)計報 告，施工竣工驗收資料及報告，歷次安全檢查報告或鑒定報 告，大壩加固改建或監(jiān)測更新改造專題報告，觀測資料分析 成果，重要工程照片等。2）建立大壩安全冊數(shù)據(jù)庫包括大壩安全冊摘要、工程特性表（水文、水庫、工程效益、建筑物特性）、重大事故登記、安全情況摘要等；3

11、）建立人工巡查、運行重大記事及維修加固資料數(shù)據(jù)庫包括大壩安全現(xiàn)場檢查概況、水庫設(shè)計運行原則和運行操作程序檢查表、混凝土壩壩體檢查表、壩基檢查表、溢流及泄水設(shè)施（如壩身表孔溢洪道、泄 水孔、河岸溢洪道、深孔泄水道）、發(fā)電建筑物、通航過木建筑物、水庫、道路交通、地質(zhì)等；人工巡查信息庫的內(nèi)容按規(guī)范要求建立，人工巡查記錄通常為非定量化信息，采 用代碼進行等級記錄。運行重大記事包括系統(tǒng)運行中的維護過程記錄，大壩安 全運行重大記事等。4）建立大壩安全檢查資料管理數(shù)據(jù)庫5）大壩安全注冊信息管理數(shù)據(jù)庫 6）大壩技術(shù)監(jiān)督信息管理數(shù)據(jù)庫7）險情預(yù)計及應(yīng)急方案管理數(shù)據(jù)庫8）工程其它安全資料管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供完善的輸

12、入/輸由、查詢、打印等功能，對規(guī) 范中有規(guī)定的項目、內(nèi)容按規(guī)范規(guī)定實現(xiàn)，對尚無規(guī)范約束 的內(nèi)容在系統(tǒng)研制時根據(jù)用戶的要求來設(shè)計。5）系統(tǒng)管理本系統(tǒng)主要完成監(jiān)測自動化系統(tǒng)管理和監(jiān) 測儀器信息管理。包括系統(tǒng)建設(shè)信息管理系統(tǒng)運行記錄資料管理系統(tǒng)改造資料管理儀器分布及組成情況儀器特性參數(shù)管理儀器完好率統(tǒng)計系統(tǒng)管理還用于對大壩安全管理信息 系統(tǒng)硬軟件環(huán)境的基本參數(shù)進行設(shè)置，以建立系統(tǒng)的工作平 臺。此外該系統(tǒng)還具備用戶管理、布置圖管理、測點管理和 在線幫助系統(tǒng)等內(nèi)容。用戶管理包括用戶授權(quán)、用戶添加和刪除、用戶屬性修 改等。布置圖管理主要是注冊或注銷儀器布置圖，只有在系統(tǒng) 中注冊的布置圖，其他各系統(tǒng)才能使用

13、它。測點管理用于增加和刪除測點、修改測點參數(shù)等。本系統(tǒng)可較方便地實現(xiàn)對大壩安全管理信息系統(tǒng)的可 擴充性要求，當增加監(jiān)測項目或測點時，管理人員可以快捷 地完成項目或測點增加，而不需要重新開發(fā)軟件或數(shù)據(jù)庫。對于廢棄的項目或測點，系統(tǒng)同樣可以刪除或存檔備份。4 .項目預(yù)算 巷坑大橋沉降自動化監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備清單 序號 設(shè)備名稱 型號 單位 數(shù)量 單價（元）合價（元）備 注1靜力水準儀 RJ-50S臺22 9180 201960含銅接頭 2 裝置支架套22 425 9350定制3保護罩不銹鋼 臺221275 28050定制 4 PE連通管 米400 13.6 5440防凍液 由甲方自行采購 5靜力水準專用電纜NDBT4米800 6.854406金屬橋架 不銹鋼或鍍鋅 米400 60 240007保溫材料 米 400 4 16008溫度計 NZWD 支5 30015009 溫度 計電纜 YSZW4 米 500 8 400010DAU2000 數(shù)據(jù)采集單元DAU2000 臺 2 4250 850011NDA1705 采集模塊 NDA 塊 2 17000 3400012 NDA1103采集模塊 NDA 塊1 12750 1275013 G