大桥沉降自动化监测方案

1、大桥沉降自动化监测方案巷坑大桥沉降自动化监测方案 （2015年）2015年3 月1.工程概况2.监测需求及目的 高速列车运行速度快， 对桥梁及轨道平整度要求极高，巷坑大桥地处*部位，桥梁的沉降事关列车运行安全，因此原先在各桥墩设置了人工 观测水准点。为不影响列车正常运行，提高工作效率，快速、精确掌 握大桥沉降变形，实时监控桥梁安全运行，在原人工测点附 近安装自动化沉降监测仪器设备，并配置自动化采集装置， 通过通信网络连接至管理中心的监控计算机，实现监测数据 的自动化采集、存储、计算和图表处理。同时为了监测现场环境温度，可在现场布置温度计。本次可采用南瑞公司 RJ-20型智能型精力水准仪用来监

2、测大桥沉降，采用南瑞公司生辰的NZWD型温度计监测现场环境温度，所有传感器均接入DAMS-IV型分布式监测系统实现自动化监测。3 .自动化监测方案 3.1系统原理 整个系统采用了南 瑞公司的DAMSIV型分布式监测系统。由传感器、数据采集单元 DAU、计算机、信息管理软件 及通讯网络构成。各测量控制单元DAU对所辖的仪器按照监控主机的命令 或设定的时间自动测量，并转换为数字量，暂存于 DAU中, 并根据系统监控主机的命令向主机传送所测数据可远程无 线传输。监控主机根据一定的判据对实测数据进行检查和在线监 控。监控主机主要是对存储的数据进行处理和分析，并向各 级主管部门发送有关安全方面的信息。3

3、.2 仪器选型及技术指标(1)静力水准仪 智能型静力水准仪广泛应用于桥梁、大坝、船闸、边坡及地下洞室、 地铁、隧洞、矿山、高层建筑、地基、核电站等不同部位、 块体的相对垂直位移变化进行精密自动化测量。仪器结构简单、适应环境能力强、测量精度高、长期稳 定可靠。主要技术指标 量程20mm或50mm； 灵敏度0.01mm； 精度 0.1mm； 环境温度30?C+ 60?C; 相对湿度 <100 (2)温度计 选用南瑞集团公司研制生产的NZWD型铜电阻式温度计，可接入自动化系统进行自动化测量，技术指标 如下 测量范围-30 C70c测温精度 i0.3 Co分辨力W 0.05：电阻温度系数5C/Q

4、 (3)数据采集单 元 数据采集单元具有智能化结构、强环境适应性、可外接 至少8个传感器、壁桂式安装、设置多种参数、低功耗设计 等特点。主要技术指标相应数据采集单元也与之配套地选用该系统的DAU2000型数据采集单元，由DAU2000型数据采集 单元箱体、NDA专用不间断电源、NDA通信模块、防潮加 热器和多功能分线排等部分组成。(1 )NDA1705型智能传感器数据采集智能模块NDA1705型数据采集智能模块用于自动采集 RS485信号输 生的智能传感器信号。每个模块均具有独立的CPU、存储单元、测试单元、通讯单元、防护单元等，各模块间互不影响、独立工作。采用先进的测试技术，并通过电磁兼容测

5、试，具有测量精度高、抗干扰能力强、长期运行稳定的优点。可用于水利水电工程、市政交通工程、矿山工程等结构 物监测仪器的自动化测量。主要技术指标规格型号NDA1705通道数8个独立的 RS485信号通道 量程 同传感器 精度0.05FS分辨率 0.01FS测量方式 定时、单检、巡检、选测，可任设测点群 测 量间隔时间1分钟99天可调 测量时间1秒5秒/通道 通信接口 RS-485存储容量 100次 工作温度 -10 C 50 C , -25 C60 C 可选 (2) NDA1103数据采集智 能模块NDA1103型数据采集模块用于自动采集温度计输由 的传感器信号。3.3 监测点布置 与人工测点布设

6、位置相同，在大桥左右两侧各增设1条静力水准，每条线路布置测点10个，基准 点1个，上下游共计22个测点(含基点)。传感器测点布置在原人工水准测点附附近的防护墙外 侧，采用侧面固定支架安装的方式。因隧洞岩体相对较为稳定，因此可分别以CPIII340301、CPIII340302作为垂直位移的相对基准点。另外为了监测现场环境温度，共布置温度计5支，分别位于两侧基点、主跨跨中及1桥墩处，用来监测现场环境温度。3.4 采集装置配置现场共设置智能型数据采集单元(DAU2000 ) 2套，内置NDA1705智能数据采集模块 4块, 纳入了 22台静力水准智能型监测传感器。内置NDA1103数据采集模块1块

7、用于采集温度计数据。3.5 系统供电及通信 因工程现场处于野外山区， 受供电 和通信条件限制，因此采用太阳能设备供电；另外需设置了1台NDA3100通讯模块、2台GSM无线Modem,用于远程 无线通信。3.6 中心站软件 中心站采用南瑞 DSIMS4.0大坝安全信 息管理网络系统软件，具与自动化数据采集单元配套，具有 数据在线采集、电测成果计算、测点数据的报表、图形输由、 采集馈控、远程召测、信息报送等六个主要部分。各部分有独立的用户界面，既可以和安全监测信息管理 及综合分析系统协同工作，又可单独运行。如下图DSIMS安全监测管理系统软件主要功能1）在线监测系统在线监测主要包括数据采集、测值

8、计算整编、 在线快速安全评估三个主要部分。三部分各自有独立的用户界面，既可以协同工作，又可 单独运行。数据采集通过不同的途径获取观测数据，包括自动化观 测的数据和人工观测的数据，本系统中获取系统观测数据的测值计算整编，一次采集完成后，根据现场仪器的实际 布设情况计算整编本次监测的监测数据。快速安全评估，一次采集完成后，利用该次实测数据对 大坝的安全状况作一个简便、快速的评估，为大坝管理人员 提供一个启示性的信息，引起他们的重视，进而开展更详细 的安全分析和评估工作。数据采集完成后进行测值计算整编，然后对本次测值进 行在线评估服务。缺省方式为自报方式，自动完成整个过程。系统功能图如下图所示2）数

9、据管理系统数据库管理提供对与监测系统有关的各种信息和数据的管理。数据库系统包括原始观测数据库、新测库、现实（或分 析）数据库、整编数据库、生成数据库、人工巡视库、仪器（参数、特性和信息）库、模型管理库、指标知识库、静态数据库（包括工程对象信息库表、工程档案库表等），以及文件、图形、图像、多媒体资料综合资料库。数据库管理系统主要包括以下功能1）监测仪器信息管理仪器分布及组成情况资料管理仪器特性参数管理 仪器完好率统计资料管理 2）监测自动化系统信息管理系统建设信息管理 系统运行记录资料管理系统改造资料管理其功能如下图所示 3）图形/报表系统 图形/报表子系统提供 丰富的图表控件供用户根据自己的需

10、要编辑形成各类图形、 报表、图表模板，系统分为图表编辑器和图表显示器两部分， 编辑器生成的文件按图表名保存为模板，调用该图表名可生 成相应的图表并可保存、打印，该图表可以在IE下显示。系统功能如图所示 4）文档管理系统 文档管理主要包 含几个方面的内容 1）建立工程建设信息资料的电子文档数 据库 包括主要工程建设设计文件资料、图纸，运行设计报 告，施工竣工验收资料及报告，历次安全检查报告或鉴定报 告，大坝加固改建或监测更新改造专题报告，观测资料分析 成果，重要工程照片等。2）建立大坝安全册数据库包括大坝安全册摘要、工程特性表（水文、水库、工程效益、建筑物特性）、重大事故登记、安全情况摘要等；3

11、）建立人工巡查、运行重大记事及维修加固资料数据库包括大坝安全现场检查概况、水库设计运行原则和运行操作程序检查表、混凝土坝坝体检查表、坝基检查表、溢流及泄水设施（如坝身表孔溢洪道、泄 水孔、河岸溢洪道、深孔泄水道）、发电建筑物、通航过木建筑物、水库、道路交通、地质等；人工巡查信息库的内容按规范要求建立，人工巡查记录通常为非定量化信息，采 用代码进行等级记录。运行重大记事包括系统运行中的维护过程记录，大坝安 全运行重大记事等。4）建立大坝安全检查资料管理数据库5）大坝安全注册信息管理数据库 6）大坝技术监督信息管理数据库7）险情预计及应急方案管理数据库8）工程其它安全资料管理数据库系统提供完善的输

12、入/输由、查询、打印等功能，对规 范中有规定的项目、内容按规范规定实现，对尚无规范约束 的内容在系统研制时根据用户的要求来设计。5）系统管理本系统主要完成监测自动化系统管理和监 测仪器信息管理。包括系统建设信息管理系统运行记录资料管理系统改造资料管理仪器分布及组成情况仪器特性参数管理仪器完好率统计系统管理还用于对大坝安全管理信息 系统硬软件环境的基本参数进行设置，以建立系统的工作平 台。此外该系统还具备用户管理、布置图管理、测点管理和 在线帮助系统等内容。用户管理包括用户授权、用户添加和删除、用户属性修 改等。布置图管理主要是注册或注销仪器布置图，只有在系统 中注册的布置图，其他各系统才能使用

13、它。测点管理用于增加和删除测点、修改测点参数等。本系统可较方便地实现对大坝安全管理信息系统的可 扩充性要求，当增加监测项目或测点时，管理人员可以快捷 地完成项目或测点增加，而不需要重新开发软件或数据库。对于废弃的项目或测点，系统同样可以删除或存档备份。4 .项目预算 巷坑大桥沉降自动化监测系统设备清单 序号 设备名称 型号 单位 数量 单价（元）合价（元）备 注1静力水准仪 RJ-50S台22 9180 201960含铜接头 2 装置支架套22 425 9350定制3保护罩不锈钢 台221275 28050定制 4 PE连通管 米400 13.6 5440防冻液 由甲方自行采购 5静力水准专用电缆NDBT4米800 6.854406金属桥架 不锈钢或镀锌 米400 60 240007保温材料 米 400 4 16008温度计 NZWD 支5 30015009 温度 计电缆 YSZW4 米 500 8 400010DAU2000 数据采集单元DAU2000 台 2 4250 850011NDA1705 采集模块 NDA 块 2 17000 3400012 NDA1103采集模块 NDA 块1 12750 1275013 G