桥梁监测系统
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桥梁监测系统
作为交通系统的组成部分，桥梁在人类文明的发展和演化中起到了重要作用。随着现代科技的发展以及运输需求的不断增长，桥梁越来越多的出现在人们的视野中，这些桥梁造价动辄几亿甚至几十亿元，在交通、军事和社会生活等方面有着重要的战略意义。然而，桥梁在建造和使用过程中，由于受到环境、有害物质的侵蚀、车辆、风、地震、疲劳、人为因素等作用，以及材料自身性能的不断退化，导致结构各部分就产生不同程度的疲劳和损伤。这些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，重则造成严重的安全事故。因此，桥梁的监测系统是桥梁安全保障的重要措施。
在桥梁的监测中，索力是钢拉索结构健康状况评估的重要指标。我公司目前针对拉索索力的施工监控和长期监测的测量技术主要有：磁通量传感器测量技术、液压锚索测力传感器、光纤光栅锚索测力传感器、弦式锚索测力传感器。
1.磁通量传感器原理及应用领域
磁通量传感器是基于铁磁性材料的磁弹效应原理制成。即当铁磁性材料承受的外界机械荷载发生变化时，其内部的磁化强度(磁导率)发生变化，通过测量铁磁性材料制成的构件的磁导率变化，来测定构件的内力。可有效的测量缆索和预应力筋的应力，是一种无损检测技术。
2.磁量传感器结构
磁通量传感器由两个铜线圈组成，即初级线圈和次级线圈。初级线圈通入脉冲电流，通电瞬时，由于有铁芯存在，会在次级线圈中产生瞬时电流，得到一个瞬时电压。电磁感应产生的电流强度以及电压的大小依赖于铁芯材料的磁导率，铁芯材料的磁导率又与铁芯的应力状态相关，根据感应电压与应力的关系实现测量。
3.磁通量传感器测量系统
磁通量传感器测量系统包括磁通量传感器、开关集线箱、磁弹仪、监测控制计算机或PLC控制器、数据采集传输卡、数据传输线及布管、仪器保护箱、数据管理云服务器、客户端等。
磁弹仪与计算机连接：可通过RS232或485RS与计算机通讯，既可采用有线连接，也可采用无线传输信号。
磁通量传感器监测系统可以分为离线监测系统和在线监测系统。离线监测系统需要要人工定期采集索力数据；在线监测系统能实时向桥梁管理部门提供桥梁当前的运行状态。
(6)供电电源：AC 110~240V，60/50HZ。
●液压锚索测力传感器
2.结构组成
传感器主要由导力环、弹性体、专用惰性液体、液压变送器组成。专用惰性液体密实地充满弹性体的空腔，导力环及弹性体的结构保证压力能很好地传递到专用惰性液体上。液压变送器精确地测量出弹性体腔内液体的压强并转化为电流信号输出。通过标定，建立外界作用力与电流值一一对应关系，实际使用时由测量得到的电流值得出外界作用压力值。
3.液压锚索测力传感器测量系统
液压传感器用于现场定期检测，测量时可以连接测量仪表，直接读出力值。
当液压传感器数量较多及长期监测时，可组建在线测量系统。测量系统包括液压传感器、多通道测量仪表、数据采集软件、数据传输线等配件。
监测系统可由：多通道测量仪 + 多个液压传感器 + 1套测量软件组成。
测量仪表与服务器连接：可通过RS232或RS485与计算机通讯，既可采用有线连接，也可采用无线传输信号。
6.传感器安装方法
液压传感器用于锚索时，一般安装在锚具螺母内的两垫板之间。
●光纤光栅锚索测力传感器
光纤光栅锚索测力传感器广泛应用于：边坡、桥梁、水利大坝等，当被测载荷作用在光纤光栅锚索测力传感器上，将引起弹性圆筒的变形并传递给光纤光栅，根据光纤光栅的波长变化量转换成光纤光栅应力的变化，从而改变光纤光栅的应力。光信号经光缆传输至光纤光栅分析仪上，即可测读出应力值，从而计算出作用在光纤光栅锚索测力传感器的总荷载值。
应 用
主要用来测量和监测各种锚杆、锚索、岩石螺栓、支柱、隧道与地下洞室中的支撑以及大型预应力钢筋混凝土结构(桥梁和大坝等)的载荷和预应力的损失情况。
(4)温度范围：-40~+80℃
●弦式锚索测力传感器
弦式锚索测力传感器主要应用于缆索结构承重桥梁，预应力，岩层缆索锚固，大坝缆索锚固等缆索索力的测量。如图所示，安装时将产品安装在锚垫板和锚具之间可以长期测量缆索张力。如果将产品放置在张拉端也可以使用锚索计校正千斤顶进行缆索张拉施工控制。